KR20090094384A - Thermal transfer methods and structures for microfluidic systems - Google Patents

Thermal transfer methods and structures for microfluidic systems

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Abstract

Processing devices that include one or more process arrays with thermal transfer structures that can be used alone or in conjunction with gravity/rotation to transport fluids within a microfluidic system. The thermal transport function can be accomplished by changing the temperature of one or more chambers to create a vacuum to draw fluids in selected directions within the process array. The methods and apparatus of the present invention may provide the ability to move fluids in a direction that is against the direction of gravity or any centrifugal forces generated by rotating a processing device using the thermal transfer structures. In other words, fluids may be moved against the direction of gravity or towards the axis of rotation using the thermally-activated vacuum.

Description

미세유체 시스템을 위한 열 전달 방법 및 구조체{THERMAL TRANSFER METHODS AND STRUCTURES FOR MICROFLUIDIC SYSTEMS}Heat transfer method and structure for microfluidic systems {THERMAL TRANSFER METHODS AND STRUCTURES FOR MICROFLUIDIC SYSTEMS}

본 발명은 미세유체 처리 장치의 분야에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 미세유체 프로세스 어레이 내의 분석물을 이동시키기 위해 열-활성화 진공(thermally-activated vacuum)을 이용하는 방법 및 장치를 제공한다.The present invention relates to the field of microfluidic processing devices. More specifically, the present invention provides a method and apparatus for using a thermally-activated vacuum to transfer analytes in a microfluidic process array.

다양한 화학적 또는 생물학적 공정이 수행되는 장치는 과학 및/또는 진단 조사에서 그 역할이 점점 증대되고 있다. 그러한 장치에 제공되는 챔버는 공정을 수행하기 위해 요구되는 분석물의 양을 감소시키기 위해 체적이 작은 것이 바람직하다.Devices in which various chemical or biological processes are performed are increasingly playing a role in scientific and / or diagnostic investigation. The chamber provided in such a device is preferably small in volume to reduce the amount of analyte required to perform the process.

챔버를 포함하는 처리 장치와 관련하여 지속되고 있는 한 가지 문제는 장치 내의 상이한 특징부들 간의 유체의 전달에 있다. 챔버들 간에 유체 내용물을 전달하기 위한 종래의 접근법은 흔히 인간의 개입(예를 들어, 수동 피펫 계량) 및/또는 로봇 조작을 필요로 하였다. 그러한 전달 공정은 오류, 복잡성 및 관련된 고비용 등에 대한 가능성을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다수의 단점을 겪는다.One problem that persists with processing devices including chambers is the transfer of fluid between different features within the device. Conventional approaches to transferring fluid content between chambers often required human intervention (eg, manual pipette metering) and / or robotic manipulation. Such delivery processes suffer from a number of disadvantages, including, but not limited to, the potential for error, complexity, and associated high costs.

도 1은 본 발명에 따른 하나의 예시적인 처리 장치의 평면도.1 is a plan view of one exemplary processing apparatus according to the present invention.

도 2는 도 1의 처리 장치에서 확인될 수 있는 하나의 프로세스 어레이를 포함하는 확대도.FIG. 2 is an enlarged view including one process array as can be seen in the processing apparatus of FIG.

도 3은 도 2의 선 3-3을 따라 취한 도 1 및 도 2의 처리 장치의 일부분의 확대 단면도.3 is an enlarged cross-sectional view of a portion of the processing apparatus of FIGS. 1 and 2 taken along line 3-3 of FIG.

도 4A 및 도 4B는 도 2의 프로세스 어레이의 예시적인 열 전달 구조체를 사용하여 유체를 운반하는 예시적인 공정을 도시하는 도면.4A and 4B illustrate an example process for delivering fluid using the example heat transfer structures of the process array of FIG. 2.

도 5는 직렬로 연결된 챔버들을 포함하는 프로세스 어레이의 일례의 평면도.5 is a plan view of an example of a process array including chambers connected in series.

도 6은 본 발명에 따른 다른 예시적인 프로세스 어레이의 평면도.6 is a top view of another exemplary process array in accordance with the present invention.

도 7은 본 발명의 프로세스 어레이와 관련하여 사용될 수 있는 하나의 예시적인 밸브 구조체의 단면도.7 is a cross-sectional view of one exemplary valve structure that may be used in connection with the process array of the present invention.

도 8 내지 도 10은 본 발명에 따른 다른 예시적인 프로세스 어레이의 평면도.8-10 are plan views of another exemplary process array in accordance with the present invention.

도 11은 본 발명과 관련하여 사용될 수 있는 모듈형 처리 장치를 도시하는 도면.11 illustrates a modular processing apparatus that can be used in connection with the present invention.

본 발명은 미세유체 시스템 내의 유체를 운반하기 위해 단독으로 또는 회전과 함께 사용될 수 있는 열 전달 구조체를 갖는 하나 이상의 프로세스 어레이를 포함하는 처리 장치를 제공한다. 열 운반 기능은 하나 이상의 챔버의 온도를 변화시켜서 진공을 생성하여 프로세스 어레이 내의 선택된 방향으로 유체를 흡인함으로써 달성될 수 있다.The present invention provides a processing apparatus that includes one or more process arrays having a heat transfer structure that can be used alone or in conjunction with rotation to transport fluid in a microfluidic system. The heat transfer function may be accomplished by varying the temperature of one or more chambers to create a vacuum to draw fluid in selected directions within the process array.

본 발명의 방법 및 장치는 잠재적인 이점들 중에서도 특히, 열 전달 구조체를 사용하여 중력 및/또는 처리 장치를 회전시킴으로써 생성되는 원심력의 방향에 대항하는 방향으로 유체를 이동시키는 능력을 갖는다. 다시 말하면, 유체는 열-활성화 진공을 사용하여 중력에 대항하여 또는 회전축을 향해 이동될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "진공"이라는 용어는 유체를 선택된 방향으로 이동시키기에 충분히 큰, 프로세스 어레이 내의 체적들 사이의 압력 차이를 지칭한다.The method and apparatus of the present invention have the ability to move a fluid, among other potential advantages, in a direction against the direction of centrifugal force generated by rotating gravity and / or processing apparatus using a heat transfer structure. In other words, the fluid can be moved against gravity or towards the axis of rotation using a heat-activated vacuum. As used herein, the term “vacuum” refers to the pressure difference between the volumes in the process array that is large enough to move the fluid in the selected direction.

열 전달 구조체는 또한 유체 통과를 허용하기 위해 물리적 구조체의 개방 또는 폐쇄를 필요로 하는 물리적 밸브 구조체를 필요로 하지 않고서 처리 장치 내의 유체 이동을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 치수, 기하학적 형상, 재료 등은 유체 통과가 전형적으로 진공의 부재 시에는 발생하지 않도록 선택될 수 있다. 사용될 수 있는 하나의 특징부는 본 명세서에 설명되는 바와 같은 유체 트랩(fluid trap)을 포함하는 도관이다. 그러한 경우에, 열 전달 구조체에 의해 제공되는 열-활성화 진공은 프로세스 어레이 내의 유체 이동을 제어하기 위해 사용될 수 있다.The heat transfer structure may also be used to control fluid movement within the processing device without requiring a physical valve structure that requires the opening or closing of the physical structure to allow fluid passage. For example, dimensions, geometries, materials, and the like can be selected such that fluid passage typically does not occur in the absence of a vacuum. One feature that may be used is a conduit that includes a fluid trap as described herein. In such cases, the heat-activated vacuum provided by the heat transfer structure can be used to control fluid movement within the process array.

몇몇 실시예에서, 열 전달 구조체는 유체가 그 사이에서 운반되는 챔버들로부터 이격되어 있는 처리 장치의 영역에 위치된 열 구동 챔버를 포함할 수 있다. 이격된 열 구동 챔버는 유체가 장치 내에 형성된 도관에 의해 그 사이에서 운반되는 챔버들에 유동적으로 연결될 수 있다. 그러한 구조체의 한 가지 잠재적인 이점은 진공을 생성하기 위해 가열되는(또는 냉각되는) 처리 장치의 부분이 유체가 그 사이에서 운반되는 챔버들로부터 충분히 제거될 수 있어서, 운반되는 유체 내의 분석물이 열 구동 챔버의 가열 또는 냉각의 결과로서 상당하게 가열 또는 냉각되지 않는다는 것이다.In some embodiments, the heat transfer structure may include a heat drive chamber located in an area of the processing device spaced from the chambers in which fluid is transported therebetween. The spaced thermal drive chambers may be fluidly connected to the chambers in which fluid is conveyed between them by conduits formed in the device. One potential advantage of such structures is that the portion of the processing device that is heated (or cooled) to create a vacuum can be sufficiently removed from the chambers in which the fluid is transported therebetween, so that the analytes in the fluid being conveyed It does not significantly heat or cool as a result of heating or cooling of the drive chamber.

열 전달 구조체 및 방법은 또한 프로세스 어레이 내의 챔버 내로 또는 챔버를 통해 다수의 분리된 체적의 유체를 (연속하여 그리고/또는 동시에) 운반하기 위해 사용될 수 있다. 유체 운반에 대한 그러한 제어는, 예를 들어 샘플로부터 불필요한 물질을 제거하기 위한 세척, 선택된 시간에 그리고 선택된 양으로의 시약의 전달 등을 위해 사용될 수 있다. 다수의 분리된 체적의 유체를 전달하기 위해 사용될 때, 열 전달 구조체는 액체의 적어도 일부가 상(phase)을 변화시켜서 기체가 되는 열 구동 챔버 내의 액체의 존재로 인해 더 효과적으로 작동할 수 있다. 그러한 상 변화는 가열에 의해 유발되는 체류 유체(resident fluid)의 체적 변화를 증가시킬 수 있고, 따라서 생성된 진공력은 또한 체류 유체가 냉각됨에 따라 증가할 수 있다.Heat transfer structures and methods may also be used to deliver (continuously and / or simultaneously) a plurality of discrete volumes of fluid into or through a chamber in a process array. Such control for fluid delivery can be used, for example, for washing to remove unwanted material from the sample, delivery of reagents at selected times and in selected amounts, and the like. When used to deliver multiple discrete volumes of fluid, the heat transfer structure can operate more effectively due to the presence of the liquid in the heat drive chamber where at least a portion of the liquid changes phase to become a gas. Such phase change can increase the volume change of the resident fluid caused by heating, and thus the resulting vacuum force can also increase as the retention fluid cools.

일 태양에서, 본 발명은 제1 챔버 및 체류 유체를 포함하는 열 전달 구조체를 포함하는 적어도 하나의 프로세스 어레이를 갖는 처리 장치를 제공하는 단계 - 여기서, 열 전달 구조체는 제1 챔버에 연결된 전달 도관을 포함함 - ; 제1 챔버 내에 분석물을 제공하는 단계; 열 전달 구조체 내의 체류 유체의 체적이 증가하여 체류 유체의 제1 부분을 제1 챔버 내로 가압하도록, 열 전달 구조체 내의 체류 유체의 적어도 일부를 가열함으로써 체류 유체의 제1 부분을 전달 도관을 통해 제1 챔버 내의 분석물로 통과시키는 단계; 및 체류 유체의 제1 부분이 제1 챔버로 통과된 후에 열 전달 구조체 내의 가열된 체류 유체를 냉각하는 단계 - 여기서, 열 전달 구조체 내의 체류 유체의 체적이 감소하여 제1 챔버 내의 분석물의 적어도 일부가 전달 도관을 통해 열 전달 구조체 내로 흡인됨 - 에 의해 처리 장치 내의 유체를 전달하기 위한 방법을 제공한다.In one aspect, the invention provides a processing apparatus having at least one process array comprising a heat transfer structure comprising a first chamber and a retention fluid, wherein the heat transfer structure comprises a transfer conduit connected to the first chamber. Contains-; Providing an analyte in the first chamber; The first portion of the retention fluid in the heat transfer structure is heated through the delivery conduit by heating at least a portion of the retention fluid in the heat transfer structure such that the volume of the retention fluid in the heat transfer structure increases to pressurize the first portion of the retention fluid into the first chamber. Passing it through the analyte in the chamber; And cooling the heated retention fluid in the heat transfer structure after the first portion of the retention fluid has passed into the first chamber, wherein the volume of retention fluid in the heat transfer structure is reduced such that at least a portion of the analyte in the first chamber is reduced. A method for delivering fluid in the processing device by suction through the delivery conduit into the heat transfer structure.

본 발명의 방법은 열 전달 구조체 내의 체류 유체에 대해 2회 이상의 연속하는 가열 및 냉각 사이클을 수행하는 단계를 선택적으로 포함할 수 있다.The method of the present invention may optionally comprise performing two or more consecutive heating and cooling cycles on the retaining fluid in the heat transfer structure.

본 발명의 방법은 체류 유체의 제1 부분을 제1 챔버 내의 분석물로 통과시키는 동안 처리 장치를 회전축을 중심으로 회전시키는 단계를 선택적으로 포함할 수 있으며, 이러한 회전은 분석물을 제1 챔버의 반경방향 말단부를 향해 이동시킨다. 회전 동안, 방법은 전달 도관의 적어도 일부가 제1 챔버의 적어도 일부보다 회전축에 더 가깝게 위치되도록 회전시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.The method of the present invention may optionally include rotating the processing device about an axis of rotation while passing the first portion of the retention fluid to the analyte in the first chamber, wherein the rotation may cause the analyte to pass through the first chamber. Move toward the radial end. During rotation, the method may further include rotating at least a portion of the delivery conduit so that it is located closer to the axis of rotation than at least a portion of the first chamber.

본 발명의 방법은 전달 도관과 유체 연통하는 트랩 챔버를 포함하는 열 전달 구조체를 포함할 수 있으며, 열 전달 구조체는 구동 도관을 통해 트랩 챔버와 유체 연통하는 열 구동 챔버를 포함하고, 또한 전달 도관을 통해 열 전달 구조체 내로 흡인된 분석물의 부분이 트랩 챔버 내에 침착된다. 트랩 챔버 내의 체류 유체는 직접 가열되지 않을 수 있다. 전달 도관 및 구동 도관은 트랩 챔버의 반경방향 기단측 상에서 트랩 챔버에 연결될 수 있으며, 이로써 처리 장치를 회전시키는 동안 트랩 챔버로 진입하는 유체는 트랩 챔버의 반경방향 말단측을 향해 이동되어 트랩 챔버로 진입하는 유체의 대부분이 구동 도관으로 진입하지 않는다(트랩 챔버로 진입하는 액체의 실질적으로 전부가 구동 도관으로 진입하지 않을 수 있음). 방법은 처리 장치를 회전축을 중심으로 회전시키는 단계를 포함할 수 있으며, 트랩 챔버의 반경방향 기단측은 트랩 챔버의 반경방향 말단측보다 회전축에 더 가깝게 위치된다.The method of the present invention may include a heat transfer structure including a trap chamber in fluid communication with the transfer conduit, the heat transfer structure including a heat drive chamber in fluid communication with the trap chamber through the drive conduit and further comprising a transfer conduit. A portion of the analyte drawn through the heat transfer structure is deposited in the trap chamber. Residual fluid in the trap chamber may not be directly heated. The delivery conduit and drive conduit can be connected to the trap chamber on the radial proximal side of the trap chamber, such that fluid entering the trap chamber during rotation of the processing device is moved toward the radial end of the trap chamber to enter the trap chamber. Most of the fluid does not enter the drive conduit (substantially all of the liquid entering the trap chamber may not enter the drive conduit). The method may include rotating the processing device about an axis of rotation, wherein the radial proximal side of the trap chamber is located closer to the axis of rotation than the radial end side of the trap chamber.

몇몇 방법에서, 전달 도관은 제1 포트에서 제1 챔버에 연결될 수 있으며, 제1 포트는 제1 챔버에 의해 점유되는 반경방향 길이를 따른 중간 위치에 배치되며, 반경방향 길이는 회전 처리 장치의 회전축으로부터 연장하는 반경을 따라 결정된다.In some methods, the delivery conduit may be connected to the first chamber at the first port, the first port being disposed at an intermediate position along the radial length occupied by the first chamber, the radial length being the axis of rotation of the rotary processing device. Along the radius extending from.

몇몇 방법은 체류 유체의 제1 부분을 전달 도관을 통해 분석물로 통과시키기 전에 제1 챔버와 전달 도관 사이에 위치된 밸브를 개방하는 단계를 포함할 수 있다.Some methods may include opening a valve located between the first chamber and the delivery conduit before passing the first portion of the retention fluid through the delivery conduit to the analyte.

프로세스 어레이는 제2 챔버 및 제2 챔버와 제1 챔버 사이에서 연장하는 제2 도관을 포함할 수 있으며, 방법은 처리 장치를 회전축을 중심으로 회전시킴으로써 유체를 제2 도관을 통해 제2 챔버로부터 제1 챔버로 전달하는 단계를 추가로 포함한다. 방법은 유체를 제2 도관을 통해 제2 챔버로부터 제1 챔버로 전달하기 전에 제2 챔버와 제2 도관 사이에 위치된 제2 챔버 밸브를 개방하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 처리 장치는 제2 도관을 따라 제2 챔버와 제1 챔버 사이에 위치된 중간 챔버를 추가로 포함할 수 있으며, 제2 챔버로부터 제1 챔버로 전달되는 유체는 유체가 제1 챔버에 도달하기 전에 중간 챔버로 통과되고, 중간 챔버는 챔버 내에 위치된 시약을 포함하며, 유체는 제1 챔버에 도달하기 전에 중간 챔버 내의 시약과 접촉한다. 본 발명의 방법은 유체를 제2 챔버로부터 중간 챔버로 통과시키기 전에 중간 챔버와 제2 챔버 사이에 위치된 중간 챔버 입구 밸브를 개방하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 유체를 중간 챔버로부터 제1 챔버로 통과시키기 전에 중간 챔버와 제1 챔버 사이에 위치된 중간 챔버 출구 밸브를 개방하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.The process array can include a second chamber and a second conduit extending between the second chamber and the first chamber, wherein the method includes removing fluid from the second chamber through the second conduit by rotating the processing device about an axis of rotation. The method further includes delivering to the one chamber. The method may further comprise opening a second chamber valve located between the second chamber and the second conduit prior to transferring the fluid through the second conduit from the second chamber to the first chamber. The processing apparatus may further comprise an intermediate chamber located between the second chamber and the first chamber along the second conduit, wherein the fluid transferred from the second chamber to the first chamber before the fluid reaches the first chamber. Passed into the intermediate chamber, the intermediate chamber includes a reagent located in the chamber, and the fluid contacts the reagent in the intermediate chamber before reaching the first chamber. The method may include opening an intermediate chamber inlet valve located between the intermediate chamber and the second chamber before passing the fluid from the second chamber to the intermediate chamber. The method may further comprise opening the intermediate chamber outlet valve located between the intermediate chamber and the first chamber before passing the fluid from the intermediate chamber to the first chamber.

다른 태양에서, 본 발명은 본체 내에 형성된 적어도 하나의 프로세스 어레이를 포함하는 처리 장치를 제공할 수 있으며, 적어도 하나의 프로세스 어레이는 제1 챔버; 제2 챔버; 및 제1 챔버와 제2 챔버 사이에서 연장하는 프로세스 도관을 포함하고, 제1 챔버 및 제2 챔버는 제2 챔버로부터 제1 챔버를 향해 이동할 때의 상류 방향 및 제1 챔버로부터 제2 챔버를 향해 이동할 때의 하류 방향을 한정한다. 프로세스 어레이는 체류 유체를 포함하는 열 구동 챔버 및 제1 챔버와 열 구동 챔버 사이에서 연장하는 전달 도관을 포함하는 열 전달 구조체를 추가로 포함하고, 전달 도관은 전달 포트를 통해 제1 챔버로 진입하며, 전달 도관은 전달 도관의 일부가 전달 포트와 열 구동 챔버 사이에서 상류 방향으로 진행하는 유체 트랩을 포함한다.In another aspect, the present invention may provide a processing apparatus including at least one process array formed within a body, wherein the at least one process array comprises a first chamber; A second chamber; And a process conduit extending between the first chamber and the second chamber, wherein the first chamber and the second chamber are upstream when moving from the second chamber toward the first chamber and from the first chamber to the second chamber. It defines the downstream direction when moving. The process array further includes a heat transfer structure comprising a heat drive chamber comprising a retention fluid and a transfer conduit extending between the first chamber and the heat drive chamber, the transfer conduit entering the first chamber through the transfer port; The delivery conduit includes a fluid trap in which a portion of the delivery conduit travels upstream between the delivery port and the heat drive chamber.

몇몇 장치에서, 전달 도관의 유체 트랩은 제1 챔버와 열 구동 챔버 사이의 제1 챔버의 적어도 중간점에 도달한다.In some devices, the fluid trap in the delivery conduit reaches at least the midpoint of the first chamber between the first chamber and the heat drive chamber.

몇몇 장치에서, 밸브가 제1 챔버와 열 구동 챔버 사이에 위치되며, 전달 도관을 통한 제1 챔버와 열 구동 챔버 사이의 유체 통과는 밸브가 개방될 때까지 방지된다.In some arrangements, a valve is positioned between the first chamber and the heat drive chamber, and fluid passage between the first chamber and the heat drive chamber through the delivery conduit is prevented until the valve is opened.

몇몇 장치에서, 열 전달 구조체는 제1 챔버와 열 구동 챔버 사이의 전달 도관을 따라 위치된 트랩 챔버를 추가로 포함하며, 트랩 챔버는 유체 트랩 내에 또는 유체 트랩과 열 구동 챔버 사이에 위치된다.In some devices, the heat transfer structure further includes a trap chamber located along a transfer conduit between the first chamber and the heat drive chamber, wherein the trap chamber is located within the fluid trap or between the fluid trap and the heat drive chamber.

몇몇 장치에서, 트랩 챔버는 트랩 챔버의 상류 단부를 따라 전달 도관에 연결된다.In some devices, the trap chamber is connected to the delivery conduit along the upstream end of the trap chamber.

몇몇 장치에서, 열 전달 구조체는 2개 이상의 열 구동 챔버를 포함하며, 2개 이상의 열 구동 챔버 전부가 전달 도관 내의 유체 트랩의 하류에 위치된다. 밸브가 제1 챔버와 열 구동 챔버 각각의 사이에 위치될 수 있으며, 전달 도관을 통한 제1 챔버와 열 구동 챔버 각각의 사이의 유체 통과는 제1 챔버와 열 구동 챔버 사이에 위치된 밸브가 개방될 때까지 방지된다.In some devices, the heat transfer structure includes two or more heat drive chambers, all of which are located downstream of the fluid trap in the transfer conduit. A valve may be located between each of the first chamber and the thermal drive chamber, and fluid passage between the first chamber and each of the thermal drive chambers through the delivery conduit opens the valve located between the first chamber and the heat drive chamber. Until it is prevented.

몇몇 장치에서, 프로세스 도관은 전달 포트로부터 하류 방향으로 제1 챔버에 연결된다.In some devices, the process conduit is connected to the first chamber in a downstream direction from the delivery port.

몇몇 장치에서, 밸브가 제1 챔버와 프로세스 도관 사이에 위치되며, 프로세스 도관을 통한 제1 챔버로부터 제2 챔버로의 유체 통과는 밸브가 개방될 때까지 방지된다.In some arrangements, a valve is positioned between the first chamber and the process conduit, and fluid passage from the first chamber to the second chamber through the process conduit is prevented until the valve is opened.

몇몇 장치에서, 복수의 프로세스 어레이가 본체 내에 위치되며, 프로세스 어레이는 본체의 중심 둘레에서 실질적으로 반경방향으로 정렬되어 상류 및 하류 방향이 본체의 중심으로부터 실질적으로 반경방향으로 연장한다.In some apparatus, a plurality of process arrays are located within the body, the process array being substantially radially aligned around the center of the body such that the upstream and downstream directions extend substantially radially from the center of the body.

본 발명의 이들 및 다른 특징 및 이점이 본 발명의 장치 및 방법의 다양한 예시적인 실시예와 관련하여 이하에서 설명된다.These and other features and advantages of the present invention are described below in connection with various exemplary embodiments of the apparatus and method of the present invention.

본 발명의 예시적인 실시예의 하기의 상세한 설명에서, 본 발명의 일부를 형성하며 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예가 예로서 도시되어 있는 첨부 도면을 참조한다. 다른 실시 형태가 이용될 수 있고 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 구조적 변화가 행해질 수 있음을 이해해야 한다.In the following detailed description of exemplary embodiments of the invention, reference is made to the accompanying drawings, which form a part hereof, and in which is shown by way of illustration specific embodiments in which the invention may be practiced. It is to be understood that other embodiments may be utilized and structural changes may be made without departing from the scope of the present invention.

본 발명은 분석물의 처리에 사용될 수 있는 처리 장치를 제공한다. 분석물 자체는 유체 형태(예를 들어, 용액 등)일 수 있으며, 또는 분석물은 유체 내에서 운반되는 고체 또는 반고체 물질의 형태일 수 있다. 분석물은 유체 내에서의 용해 상태 등으로 유체 내에 혼입될 수 있다. 간단함을 위해, "분석물"이라는 용어는 본 명세서에서, 분석물 자체가 유체이거나 (용해 상태, 부유 상태 등으로) 캐리어 유체 내에 포함되는지에 무관하게, 분석물이 위치되거나 위치될 수 있는 임의의 유체를 지칭하도록 사용될 것이다. 또한, 몇몇 경우에, 분석물은 타겟 분석물(즉, 처리하고자 하는 분석물)이 존재하지 않는 유체를 지칭하도록 사용될 수도 있다. 예를 들어, 세척 유체(예를 들어, 염수 등)가 본 발명의 목적을 위해 분석물로서 지칭될 수 있다.The present invention provides a processing apparatus that can be used for the treatment of analytes. The analyte itself may be in fluid form (eg, a solution, etc.) or the analyte may be in the form of a solid or semisolid material carried in the fluid. The analyte may be incorporated into the fluid, such as in a dissolved state in the fluid. For the sake of simplicity, the term “analyte” is used herein to refer to any location in which an analyte can be located or positioned, regardless of whether the analyte itself is a fluid or contained within a carrier fluid (in dissolved state, suspended state, etc.). Will be used to refer to the fluid of. In addition, in some cases, an analyte may be used to refer to a fluid in which the target analyte (ie, the analyte to be treated) is absent. For example, wash fluids (eg, saline, etc.) may be referred to as analytes for the purposes of the present invention.

분석물은 원하는 반응, 예를 들어 PCR 증폭, 리가아제 연쇄 반응(ligase chain reaction, LCR), 3SR(self-sustaining sequence replication), 효소 반응속도 연구, 균질 리간드 접합 분석, 및 예를 들어 정밀한 열적 제어(예컨대, 온도 변화에 민감한 등온 공정) 및/또는 신속한 열적 변화를 필요로 할 수 있는 다른 화학적, 생화학적 또는 기타 반응을 얻기 위해 처리 장치 내에 형성된 하나 이상의 챔버 내에서 처리될 수 있다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 하나 이상의 프로세스 어레이를 포함하는 처리 장치를 제공하며, 프로세스 어레이 각각은 선택적인 로딩 챔버, 적어도 하나의 챔버, 열 전달 구조체, 및 프로세스 어레이의 다양한 구성요소들 사이에서 유체를 이동시키기 위한 도관을 포함할 수 있다.The analytes can be prepared with desired reactions such as PCR amplification, ligase chain reaction (LCR), self-sustaining sequence replication (3SR), enzyme kinetics studies, homogeneous ligand conjugation assays, and precise thermal control, for example. (Eg, isothermal processes sensitive to temperature changes) and / or may be processed in one or more chambers formed in the processing apparatus to obtain other chemical, biochemical or other reactions that may require rapid thermal changes. More specifically, the present invention provides a processing apparatus comprising one or more process arrays, each process fluid having an optional loading chamber, at least one chamber, a heat transfer structure, and a fluid between the various components of the process array. It may include a conduit for moving the.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "챔버"라는 용어는 챔버를 공정(예를 들어, PCR, 생거 서열결정(Sanger sequencing) 등)이 그 내부에서 수행되는 한정된 체적으로 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 챔버는, 예를 들어 처리 장치가 회전될 때 그 내부의 물질이 이후에 다른 챔버로 전달되도록 로딩되는 체적, 공정의 생성물이 수집되는 챔버, 물질이 여과되는 챔버 등을 포함할 수 있다.As used herein, the term "chamber" should not be construed as limiting the chamber to the limited volume in which the process (eg, PCR, Sanger sequencing, etc.) is performed therein. . Rather, as used herein, a chamber is, for example, a volume that is loaded such that the material therein is subsequently transferred to another chamber when the processing device is rotated, the chamber in which the product of the process is collected, and the material is filtered. Chamber and the like.

비록 예시적인 실시예의 다양한 구성이 이하 설명되지만, 본 발명의 처리 장치는, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2002/0064885호(베딩햄(Bedingham) 등); 제2002/0048533호(베딩햄 등); 제2002/0047003호(베딩햄 등), 및 제2003/138779호(파사사라시(Parthasarathy) 등); 제2005/0126312호(베딩햄 등); 제2005/0129583호(베딩햄 등); 및 미국 특허 제6,627,159 B1호(베딩햄 등) 및 미국 특허 제6,987,253 B2호(베딩햄 등)에 설명된 것과 유사할 수 있다. 상기 언급된 문헌은 모두 본 발명의 원리에 따라 처리 장치를 제조하기 위해 사용될 수 있는 처리 장치의 다양한 상이한 구성들을 개시한다. 장치는 바람직하게는, 예를 들어 1 밀리리터 이하, 100 마이크로리터 이하, 또는 심지어 10 마이크로리터 이하와 같은 유체의 별개의 미세유체 체적을 처리하도록 설계된 유체 특징부를 포함할 수 있다.Although various configurations of exemplary embodiments are described below, the processing apparatus of the present invention is described, for example, in US Patent Application Publication No. 2002/0064885 (Bedingham et al.); 2002/0048533 (Beddingham et al.); 2002/0047003 (Beddingham et al.), And 2003/138779 (Parthasarathy et al.); 2005/0126312 (Beddingham et al.); 2005/0129583 (Beddingham et al.); And US Pat. No. 6,627,159 B1 (Beddingham et al.) And US Pat. No. 6,987,253 B2 (Beddingham et al.). The above mentioned documents all disclose various different configurations of the processing apparatus that can be used to manufacture the processing apparatus according to the principles of the present invention. The device may preferably include fluid features designed to treat distinct microfluidic volumes of fluid, such as, for example, 1 milliliter or less, 100 microliters or less, or even 10 microliters or less.

비록 회전에 의해 발생된 원심력이 도관 및 챔버 내의 유체를 이동시키기 위해 사용될 수 있는 회전 장치와 관련하여 설명되지만, 본 발명의 방법 및 장치는 또한 유체를 이동시키기 위해 (실제 또는 유도된) 중력과 관련하여 사용될 수도 있으며, 그 경우에 장치 자체가 회전될 필요가 없다. 그러나, 본 발명의 장치 및 방법은 몇몇 경우에 프로세스 어레이를 통해 유체를 이동시키기 위해 중력 및 원심력(중력과 원심력은 동시에 또는 상이한 시간에 작용함)에 의존할 수 있음을 이해하여야 한다.Although centrifugal forces generated by rotation are described in connection with a rotating device that can be used to move the fluid in the conduit and chamber, the methods and devices of the present invention also relate to gravity (actual or induced) to move the fluid. Can be used, in which case the device itself does not need to be rotated. However, it should be understood that the apparatus and method of the present invention may in some cases rely on gravity and centrifugal forces (gravity and centrifugal forces act simultaneously or at different times) to move the fluid through the process array.

처리 장치(10)의 적어도 하나의 면은, 예를 들어 발명의 명칭이 "향상된 샘플 처리 장치 시스템 및 방법"(ENHANCED SAMPLE PROCESSING DEVICES SYSTEMS AND METHODS)인 미국 특허 제6,734,401호(베딩햄 등); 발명의 명칭이 "순응성 미세유체 샘플 처리 디스크"(COMPLIANT MICROFLUIDIC SAMPLE PROCESSING DISKS)인 미국 특허 출원 공개 제2007-0009391 A1호(출원 번호 제11/174,680호); 발명의 명칭이 "샘플 처리 장치 압축 시스템 및 방법"(SAMPLE PROCESSING DEVICE COMPRESSION SYSTEMS AND METHODS)인 미국 특허 출원 공개 제2007-0010007 A1호(출원 번호 제11/174,757호) 등에 설명된 바와 같이 베이스 플레이트 또는 열 구조체 장치에 대해 상보적인 표면을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 본 발명의 처리 장치의 주요 면들 중 적어도 하나가 평탄한 표면을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.At least one aspect of the processing apparatus 10 may be described, for example, in US Pat. No. 6,734,401 (Beddingham et al.), Entitled ENHANCED SAMPLE PROCESSING DEVICES SYSTEMS AND METHODS; US Patent Application Publication No. 2007-0009391 A1 (Application No. 11 / 174,680), entitled "Compliant Microfluidic Sample Processing Discs" (COMPLIANT MICROFLUIDIC SAMPLE PROCESSING DISKS); Or base plate as described in US Patent Application Publication No. 2007-0010007 A1 (Application No. 11 / 174,757), entitled "SAMPLE PROCESSING DEVICE COMPRESSION SYSTEMS AND METHODS." It may be desirable to provide a surface that is complementary to the thermal structure device. In some embodiments, it may be desirable for at least one of the major faces of the processing apparatus of the present invention to provide a flat surface.

본 발명의 원리에 따라 제조된 하나의 예시적인 처리 장치가 도 1 및 도 2에 도시되어 있으며, 도 1은 하나의 예시적인 처리 장치(10)의 평면도이고, 도 2는 프로세스 어레이(20)를 포함하는 처리 장치(10)의 일부분의 확대도이다. 회전될 수 있는 임의의 다른 형상이 원형 디스크 대신에 사용될 수 있지만, 처리 장치(10)는 바람직하게는 도 1에 도시된 바와 같이 원형 디스크 형상일 수 있다. 처리 장치(10)는 처리 장치(10)가 사용될 수 있는 시스템으로부터 멀리 별도로 운반될 수 있는 자급식(self-contained) 단일형 물품인 것이 바람직할 수 있다.One exemplary processing apparatus manufactured in accordance with the principles of the present invention is shown in FIGS. 1 and 2, where FIG. 1 is a top view of one exemplary processing apparatus 10, and FIG. 2 shows a process array 20. An enlarged view of a portion of the processing apparatus 10 that includes. Any other shape that can be rotated may be used instead of the circular disk, but the processing apparatus 10 may preferably be a circular disk shape as shown in FIG. It may be desirable for the processing device 10 to be a self-contained unitary item that can be transported separately from a system in which the processing device 10 can be used.

처리 장치(10)는 바람직하게는 처리 장치(10)의 중심(12)과 일치하는 회전축을 중심으로 회전될 수 있는 것이 바람직할 수 있다. 회전축은 처리 장치(10)의 대향하는 주요 면들과 대체로 수직한 것이 바람직할 수 있지만, 그러한 배열은 요구되지 않을 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 처리 장치(10)의 중심(12)은 그를 통해 연장할 수 있는 스핀들을 수용하도록 크기설정된 개구를 포함할 수 있다.It may be desirable for the processing device 10 to be able to rotate about an axis of rotation that preferably coincides with the center 12 of the processing device 10. It may be desirable for the axis of rotation to be generally perpendicular to the opposing major faces of the processing apparatus 10, but such an arrangement may not be required. In some embodiments, the center 12 of the processing device 10 may include an opening sized to receive a spindle that may extend therethrough.

처리 장치(10)는 적어도 하나의, 바람직하게 다수의 프로세스 어레이(20)를 포함한다. 처리 장치(10)가 도시된 바와 같이 원형인 경우, 도시된 프로세스 어레이(20) 각각은 처리 장치(10)의 중심(12) 부근에서부터 처리 장치(10)의 주연부를 향해 연장하는 것이 바람직할 수 있다. 프로세스 어레이(20)는 처리 장치(10)의 중심(12)에 대해 실질적으로 반경방향으로 정렬될 수 있는 것이 바람직할 수 있다(여기서, "실질적으로 반경방향으로 정렬된다"라는 것은 처리 장치(10)의 중심(12)으로부터 외향으로 연장하는 반경(21)을 따라 대체로 정렬되는 것을 의미함). 이러한 배열이 바람직할 수도 있지만, 프로세스 어레이(20)의 임의의 배열이 대안적으로 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 도시된 처리 장치(10)는 하나의 프로세스 어레이(20)를 포함하지만, 2개 이상의 프로세스 어레이(20)가 처리 장치(10)에 제공될 수 있음을 이해할 것이다.The processing device 10 comprises at least one, preferably a plurality of process arrays 20. If the processing apparatus 10 is circular as shown, it may be desirable for each of the illustrated process arrays 20 to extend from the vicinity of the center 12 of the processing apparatus 10 toward the periphery of the processing apparatus 10. have. It may be desirable for the process array 20 to be substantially radially aligned with respect to the center 12 of the processing apparatus 10 (wherein “substantially radially aligned” is the processing apparatus 10). Means generally aligned along a radius 21 extending outwardly from the center 12 of. While this arrangement may be desirable, it will be appreciated that any arrangement of process array 20 may alternatively be used. Also, while the illustrated processing apparatus 10 includes one process array 20, it will be appreciated that two or more process arrays 20 may be provided in the processing apparatus 10.

(도시된 실시예에서) 예시적인 프로세스 어레이(20)는 도관(32)을 따라 챔버(40)에 연결된 로딩 챔버(30)를 포함한다. 프로세스 어레이(20)는 또한 도관(각각 41 및 43)에 의해 챔버(40)에 연결된 2개의 열 전달 챔버(42, 44) 형태의 열 전달 구조체를 포함한다.Exemplary process array 20 (in the illustrated embodiment) includes a loading chamber 30 coupled to chamber 40 along conduit 32. The process array 20 also includes a heat transfer structure in the form of two heat transfer chambers 42 and 44 connected to the chamber 40 by conduits 41 and 43, respectively.

도시된 예시적인 프로세스 어레이(20)와 연관된 다수의 특징부가 선택적일 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 로딩 챔버(30) 및 연관된 도관(32)은 선택적일 수 있으며, 그러한 경우 분석물은 직접 또는 상이한 로딩 구조체를 통해 챔버(40) 내로 바로 도입될 수 있다. 동시에, 추가 특징부가 프로세스 어레이(20)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 2개 이상의 로딩 챔버 및 챔버로 이어지는 별개의 도관이 본 발명에 따른 프로세스 에레이와 연관될 수 있다. 밸브, 필터, 비드 등과 같은 다른 특징부가 또한 본 발명의 프로세스 어레이에 제공될 수 있으며, 그들 중 몇몇은 본 명세서에서 다른 예시적인 실시예와 관련하여 설명될 수 있다.It should be understood that multiple features associated with the example process array 20 shown may be optional. For example, the loading chamber 30 and associated conduits 32 may be optional, in which case the analyte may be introduced directly into the chamber 40 either directly or through a different loading structure. At the same time, additional features may be provided to the process array 20. For example, two or more loading chambers and separate conduits leading to the chambers may be associated with the process array according to the present invention. Other features, such as valves, filters, beads, and the like, may also be provided in the process arrays of the present invention, some of which may be described herein in connection with other exemplary embodiments.

프로세스 어레이(20)와 관련하여 제공되는 임의의 로딩 구조체는 분석물을 수용하기 위한 외부 장치(예를 들어, 피펫, 중공형 주사기, 또는 다른 유체 전달 장치)와 정합하도록 설계될 수 있다. 로딩 구조체 자체는 (예컨대, 도 1의 로딩 챔버(30)가 그러하듯이) 소정의 체적을 한정할 수 있으며, 또는 로딩 구조체는 특정 체적을 한정하지는 않고 대신에 분석물이 도입되는 소정의 위치일 수 있다. 예를 들어, 로딩 구조체는 피펫, 바늘 등이 삽입되거나 부착되는 포트의 형태로 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 로딩 구조체는, 예를 들어 피펫, 주사기 바늘 등을 수용하도록 된 도관을 따른 지정된 위치일 수 있다. 로딩은 수동으로 또는 자동화된 시스템(예를 들어, 로봇식 등)에 의해 수행될 수 있다. 또한, 처리 장치(10)는 (자동화된 시스템을 사용하여 또는 수동으로) 다른 장치로부터 직접 로딩될 수 있다.Any loading structure provided in connection with process array 20 may be designed to mate with an external device (eg, a pipette, hollow syringe, or other fluid delivery device) for receiving an analyte. The loading structure itself may define a predetermined volume (eg, as the loading chamber 30 of FIG. 1 does), or the loading structure does not define a specific volume but instead is a predetermined location at which an analyte is introduced. Can be. For example, the loading structure may be provided in the form of a port into which a pipette, needle or the like is inserted or attached. In one embodiment, the loading structure may be a designated location along a conduit adapted to receive a pipette, syringe needle, or the like, for example. Loading may be performed manually or by an automated system (eg robotic or the like). In addition, the processing device 10 may be loaded directly from another device (using an automated system or manually).

도 3은 도 2의 선 3-3을 따라 취한 처리 장치(10)의 확대 단면도이다. 본 발명의 처리 장치는 임의의 많은 적합한 구성 기술을 사용하여 제조될 수 있지만, 하나의 예시적인 구성을 도 3의 단면도에서 볼 수 있다. 도시된 처리 장치(10)는 코어 층(16)의 하나의 주요 표면에 부착된 베이스 층(14)을 포함한다(주요 표면은, 예를 들어 도 1의 평면도에서 관찰자를 향하는 표면임). 커버 층(18)이 베이스 층(14)으로부터 멀리 향하는 코어 층(16)의 주요 표면 위에서 코어 층(16)에 부착된다.3 is an enlarged cross-sectional view of the processing apparatus 10 taken along line 3-3 of FIG. Although the processing apparatus of the present invention can be manufactured using any of a number of suitable construction techniques, one exemplary configuration can be seen in the cross-sectional view of FIG. 3. The illustrated processing apparatus 10 includes a base layer 14 attached to one major surface of the core layer 16 (the major surface is for example facing the viewer in the top view of FIG. 1). A cover layer 18 is attached to the core layer 16 over the major surface of the core layer 16 facing away from the base layer 14.

처리 장치(10)의 층들은 임의의 적합한 재료 또는 재료들의 조합으로 제조될 수 있다. 베이스 층(14) 및/또는 코어 층(16)에 적합한 몇몇 재료의 예는 중합체 재료, 유리, 규소, 석영, 세라믹 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 층들이 분석물, 시약 등과 직접 접촉하게 되는 처리 장치(10)의 경우, 층들을 위해 사용되는 재료 또는 재료들은 분석물, 시약 등과 비반응성인 것이 바람직할 수 있다. 많은 상이한 생체분석 응용에서 기재를 위해 사용될 수 있는 몇몇 적합한 중합체 재료의 예는 폴리카르보네이트, 폴리프로필렌(예를 들어, 아이소탁틱(isotactic) 폴리프로필렌), 폴리에틸렌, 폴리에스테르 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.The layers of the processing apparatus 10 may be made of any suitable material or combination of materials. Examples of some materials suitable for the base layer 14 and / or core layer 16 include, but are not limited to, polymeric materials, glass, silicon, quartz, ceramics, and the like. In the case of the processing apparatus 10 in which the layers are in direct contact with the analyte, the reagent, etc., it may be desirable for the material or materials used for the layers to be non-reactive with the analyte, the reagent, and the like. Examples of some suitable polymeric materials that may be used for the substrate in many different bioanalytical applications may include polycarbonate, polypropylene (eg, isotactic polypropylene), polyethylene, polyester, and the like. This is not restrictive.

베이스 층(14) 및/또는 커버 층(18)은 챔버(40) 내의 분석물의 하나 이상의 특성의 검출을 가능하게 하는 재료로 제조되는 것이 바람직할 수 있다. 그러한 검출은 정성 및/또는 정량 분석을 가능하게 할 수 있다. 검출은 선택된 광을 사용하여 달성되는 것이 바람직할 수 있는데, 여기서 "광"이라는 용어는 인간의 눈에 보이든지 보이지 않든지 간에 전자기 에너지를 말한다. 광은 자외선 내지 적외선 전자기 에너지의 범위 내인 것이 바람직할 수 있으며, 몇몇 경우에서는 광은 인간의 눈에 보이는 스펙트럼 내의 전자기 에너지를 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 더욱이, 선택된 광은, 예를 들어 하나 이상의 특정 파장, 하나 이상의 범위의 파장, 하나 이상의 편광 상태, 또는 이들의 조합의 광일 수 있다.It may be desirable for base layer 14 and / or cover layer 18 to be made of a material that enables detection of one or more properties of analyte in chamber 40. Such detection may enable qualitative and / or quantitative analysis. Detection may preferably be accomplished using selected light, where the term “light” refers to electromagnetic energy, whether visible or invisible to the human eye. It may be desirable for the light to be in the range of ultraviolet to infrared electromagnetic energy, and in some cases it may be desirable for the light to include electromagnetic energy in the visible spectrum of the human eye. Moreover, the selected light can be, for example, light of one or more specific wavelengths, one or more ranges of wavelengths, one or more polarization states, or a combination thereof.

검출이 이루어지는 구성요소(예를 들어, 커버 층(18) 및/또는 베이스 층(14))에 무관하게, 사용되는 재료는 선택된 광의 상당 부분을 투과시키는 것이 바람직하다. 본 발명의 목적을 위해, 상당 부분은, 예를 들어 수직 입사하는 선택된 광의 50% 이상, 더 바람직하게 수직 입사하는 선택된 광의 75% 이상일 수 있다. 검출 윈도우에 적합한 몇몇 재료의 예는, 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌-폴리에틸렌 공중합체, 사이클로-올레핀 중합체(예를 들어, 폴리다이사이클로펜타디엔) 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.Regardless of the component (eg, cover layer 18 and / or base layer 14) from which the detection takes place, the material used preferably transmits a substantial portion of the selected light. For the purposes of the present invention, a substantial portion may be, for example, at least 50% of the vertically incident selected light, more preferably at least 75% of the vertically incident selected light. Examples of some materials suitable for the detection window include, for example, polypropylene, polyester, polycarbonate, polyethylene, polypropylene-polyethylene copolymers, cyclo-olefin polymers (eg polydicyclopentadiene), and the like. Including but not limited to.

몇몇 경우에, 처리 장치(10)의 베이스 층(14) 및/또는 커버 층(18)은 불투명하여서, 처리 장치(10)가 챔버(40)의 체적과 처리 장치(10)의 적어도 하나의 면 사이에서 불투명한 것이 바람직할 수 있다. 불투명이라는 것은 전술된 선택된 광의 투과가 실질적으로 방지되는 것을 의미한다(예를 들어, 그러한 수직 입사 광의 5% 이하가 투과됨).In some cases, the base layer 14 and / or cover layer 18 of the processing device 10 are opaque such that the processing device 10 has a volume of the chamber 40 and at least one side of the processing device 10. It may be desirable to be opaque in between. Opaque means that transmission of the selected light described above is substantially prevented (eg, 5% or less of such vertically incident light is transmitted).

처리 장치(10)를 구성하는 구성요소들은 임의의 적합한 기술 또는 기술들의 조합에 의해 서로 부착될 수 있다. 적합한 부착 기술은 그러한 부착이 챔버 내의 분석물의 처리 동안 겪게 되는 힘들을 견딜 수 있도록 충분한 완전성을 갖는 것이 바람직하다. 적합한 부착 기술 중 몇몇의 예는, 예를 들어 (감압 접착제, 경화성 접착제, 고온 용융 접착제 등을 사용하는) 접착제 부착, 가열 밀봉(heat sealing), 열 용접, 초음파 용접, 화학적 용접, 용매 용접, 공압출, 압출 주조, 기계적 부착(예를 들어, 마찰식 끼워맞춤(friction-fit) 등) 등과 이들의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 상이한 층들을 부착시키기 위해 사용되는 기술들은 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 베이스 층(14)과 코어 층(16)을 부착시키기 위해 사용되는 기술 또는 기술들은 커버 층(18)과 코어 층(16)을 부착시키기 위해 사용되는 기술 또는 기술과 동일하거나 상이할 수 있다. 잠재적으로 적합한 몇몇 부착 기술이 본 명세서에서 언급된 특허 문헌에서 설명될 수 있다.The components that make up the processing apparatus 10 may be attached to each other by any suitable technique or combination of techniques. Suitable attachment techniques preferably have sufficient integrity such that the attachment can withstand the forces encountered during processing of the analytes in the chamber. Some examples of suitable attachment techniques include, for example, adhesive attachment (using pressure sensitive adhesives, curable adhesives, hot melt adhesives, etc.), heat sealing, heat welding, ultrasonic welding, chemical welding, solvent welding, Extrusion, extrusion casting, mechanical attachment (eg, friction-fit, etc.), and combinations thereof. Also, the techniques used to attach different layers can be the same or different. For example, the technique or techniques used to attach the base layer 14 and the core layer 16 may be the same or different from the technique or techniques used to attach the cover layer 18 and the core layer 16. Can be. Several potentially suitable attachment techniques can be described in the patent literature referred to herein.

여러 예시적인 처리 장치의 단면도에서 다양한 층 및 구성요소가 동질의 구성으로 도시되지만, 다양한 구성요소가 하나 초과의 재료/층으로 구성될 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 몇몇 처리 장치에서, 처리 장치를 제조하기 위해 부착되어야 하는 구성요소의 개수를 감소시키기 위해 다수의 구성요소가 단일형 물품으로 잠재적으로 조합될 수 있다.While various layers and components are shown in homogeneous construction in the cross-sectional views of various exemplary processing apparatus, it should be understood that various components may be comprised of more than one material / layer. In addition, in some processing apparatuses, multiple components can potentially be combined into a single article to reduce the number of components that must be attached to manufacture the processing apparatus.

도 4A 및 도 4B는 분석물이 도시된 프로세스 어레이 내에서 열적으로 전달되는 하나의 예시적인 공정을 도시한다. 도 4A에 도시된 바와 같이, 분석물(46)은 챔버(40) 내에 위치된다. 본 명세서에서 논의된 바와 같이, 분석물(46)은 바람직하게는 로딩 챔버(30)로부터 도관(32)을 통해 챔버(40) 내로 전달될 수 있다. 도관(32)을 통한 로딩 챔버(30)로부터 챔버(40)로의 전달은 바람직하게는 처리 장치(10)를 회전시킴으로써 또는 중력의 영향 하에 달성될 수 있다.4A and 4B show one exemplary process in which analytes are thermally transferred within the illustrated process array. As shown in FIG. 4A, analyte 46 is located in chamber 40. As discussed herein, analyte 46 may preferably be transferred from loading chamber 30 through conduit 32 into chamber 40. Transfer from the loading chamber 30 to the chamber 40 through the conduit 32 may preferably be accomplished by rotating the processing device 10 or under the influence of gravity.

분석물(46)이 챔버(40) 내에 위치된 후, 열 전달 구조체의 열 전달 챔버(42, 44)로의 전달은 바람직하게는 본 명세서에서 논의되는 바와 같이 온도 제어에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어, 처리 장치(10)가 분석물(46)을 챔버(40) 내로 이동시키기 위해 회전될 때 챔버(40) 내의 분석물(46)이 열 전달 챔버(42, 44) 내로 진입하는 것을 방지하도록 도관(41, 43)의 치수가 선택되는 경우, 열-구동 전달이 필요할 수 있다. 그러한 실시예에서, 도관(41, 43)의 적어도 일부분의 물리적 치수는 도관(41, 43)이 챔버(40)와 챔버들(42, 44) 중 하나 또는 둘 모두 사이에 압력 차이(예를 들어, 열-구동 진공)가 존재하지 않는 경우에 유동을 방지하도록 선택될 수 있다.After the analyte 46 is located in the chamber 40, the transfer of the heat transfer structure to the heat transfer chambers 42, 44 may preferably be accomplished by temperature control as discussed herein. For example, when the processing device 10 is rotated to move the analyte 46 into the chamber 40, the analyte 46 in the chamber 40 enters the heat transfer chambers 42 and 44. If the dimensions of the conduits 41 and 43 are selected to prevent, heat-driven transmission may be necessary. In such embodiments, the physical dimensions of at least a portion of the conduits 41, 43 are such that the conduits 41, 43 may have a pressure difference (eg, between chamber 40 and one or both of chambers 42, 44). , Heat-driven vacuum) may be selected to prevent flow.

도 1 및 도 2를 참조하면, 처리 장치(10)는 바람직하게는, 원형 형상인 처리 장치(10)에서 외경(51) 및 내경(52)을 갖는 링의 형태인 것이 바람직할 수 있는 열 전달 구조체(50)를 포함할 수 있다. 열 전달 구조체(50)는, 예를 들어 챔버(40, 42, 44) 내부로 그리고/또는 외부로 열 에너지를 전달하기 위해 사용될 수 있는 금속 포일 층 또는 다른 재료의 형태인 것이 바람직할 수 있다. 그러한 포일 층은 몇몇 경우에 도 3에 도시된 복합 구조체의 베이스 층(14) 내에 포함될 수 있다.1 and 2, the processing apparatus 10 is preferably in the form of a ring having an outer diameter 51 and an inner diameter 52 in the processing apparatus 10, which is preferably circular in shape. It may include the structure 50. The heat transfer structure 50 may preferably be in the form of a metal foil layer or other material that may be used, for example, to transfer thermal energy into and / or out of the chambers 40, 42, 44. Such a foil layer may in some cases be included within the base layer 14 of the composite structure shown in FIG. 3.

분석물(46)을 열 전달 챔버(42, 44)로 전달하기 위해, 챔버(42, 44) 내의 체류 유체의 온도는 개시 온도로부터 개시 온도보다 높은 제2 온도로 변화되는 것이 바람직할 수 있다. 체류 유체의 온도가 제2 온도로 상승됨에 따라, 챔버(42, 44) 내의 체류 유체의 체적이 증가하여, 체류 유체의 일부가 각각의 챔버(42, 44)로부터 도관(41, 43)을 통해 챔버(40) 내로 가압된다.In order to deliver the analyte 46 to the heat transfer chambers 42, 44, it may be desirable to change the temperature of the retention fluid in the chambers 42, 44 from an onset temperature to a second temperature above the onset temperature. As the temperature of the dwelling fluid is raised to the second temperature, the volume of the dwelling fluid in the chambers 42, 44 increases, so that a portion of the dwelling fluid passes from each chamber 42, 44 through the conduits 41, 43. Pressurized into chamber 40.

본 발명에 따른 프로세스 어레이의 열 전달 구조체 내의 체류 유체는 기체, 액체 또는 이들의 조합일 수 있다. 몇몇 경우에, 체류 유체가 기체와 액체 둘 모두를 포함하는 경우(예를 들어, 체류 유체는 공기와 물을 포함할 수 있음), 열 전달이 향상될 수 있다. 열 전달 공정 동안 상(phase)을 변화시킬 수 있는(예컨대, 액체와 기체 사이의 전이) 물, 하이드로젤 등과 같은 물질의 추가는 (기체만을 가열하는 것과 비교할 때) 가열될 때 체적의 더 큰 증가를 제공함으로써 열 전달을 향상시킬 수 있다. 체류 유체의 체적의 더 큰 증가는 가열된 기체가 냉각됨에 따라(그리고 가능하게는 액체 상으로 복귀됨에 따라) 시스템을 통해 유체를 이동시키기 위한 상응하는 더 큰 진공량을 제공할 수 있다.The retention fluid in the heat transfer structure of the process array according to the invention can be a gas, a liquid or a combination thereof. In some cases, where the retention fluid comprises both gas and liquid (eg, the retention fluid may include air and water), heat transfer may be improved. The addition of materials such as water, hydrogels, etc., which can change phase during the heat transfer process (eg, transition between liquid and gas), results in a greater increase in volume when heated (compared to heating only gas). By providing a heat transfer can be improved. A greater increase in the volume of the retention fluid can provide a corresponding larger vacuum amount for moving the fluid through the system as the heated gas cools (and possibly returns to the liquid phase).

이러한 상 변화-향상 전달은 2회 이상의 가열/냉각 사이클이 유체를 전달하기 위해 사용되는 경우에 유리할 수 있다. 공정 동안 상을 변화시키는 액체의 양이 증가함에 따라, 이동되는 유체의 체적이 또한 바람직하게 증가할 수 있다. 따라서, 초기 가열/냉각 사이클에 의해 단지 소량의 유체만이 전달될 수 있지만, 각각의 연속되는 사이클에 의해 유체 전달량이 증가할 수 있다. 본질적으로, 초기 전달 사이클은 더 효율적인 전달을 위해 시스템을 "프라이밍"(priming)하는 것으로 고려될 수 있다.Such phase change-enhanced delivery may be advantageous when two or more heating / cooling cycles are used to deliver the fluid. As the amount of liquid changing phase during the process increases, the volume of fluid to be transferred may also preferably increase. Thus, only a small amount of fluid can be delivered by the initial heating / cooling cycle, but the amount of fluid delivered can be increased by each successive cycle. In essence, an initial delivery cycle can be considered to “priming” the system for more efficient delivery.

상이한 열 전달 챔버(42, 44) 내의 체류 유체는 동일하거나 상이할 수 있다. 열 전달 챔버(42, 44) 내의 체류 유체가 그의 기체 성분으로서 공기를 포함할 수 있지만, 대안적으로 다른 기체(예를 들어, 질소 등)가 챔버(42, 44) 내의 체류 유체로 제공될 수 있다.Residual fluids in different heat transfer chambers 42, 44 may be the same or different. While the retention fluid in the heat transfer chambers 42, 44 may include air as its gaseous component, alternatively other gases (eg, nitrogen, etc.) may be provided as the retention fluid in the chambers 42, 44. have.

제2 온도로 가열된 후, 열 전달 챔버(42, 44) 내의 체류 유체는 바람직하게는 제2 온도보다 낮은 제3 온도로 감온될 수 있다. 제2 온도로 가열된 후에 챔버(42, 44) 내의 체류 유체가 감온되는 제3 온도는 개시 온도와 동일하거나, 개시 온도보다 낮거나, 또는 개시 온도보다 높을 수 있다.After being heated to the second temperature, the retaining fluid in the heat transfer chambers 42, 44 may be reduced to a third temperature, preferably lower than the second temperature. The third temperature at which the retention fluid in the chambers 42, 44 is reduced after being heated to the second temperature may be equal to, lower than, or higher than the onset temperature.

열 전달 챔버(42, 44) 내에 남아있는 체류 유체의 온도가 (제2 온도로부터) 제3 온도를 향해 낮아짐에 따라, 열 전달 챔버(42, 44) 내의 체류 유체의 체적은 감소한다. 그러한 체적의 감소는 바람직하게는 (도 4B에 도시된 바와 같이) 분석물(46)의 적어도 일부를 열 전달 챔버(42, 44) 내로 흡인하거나 이동시키는 진공(즉, 압력 차이)을 제공한다. 진공력은 몇몇 경우에 처리 장치(10)를 회전시킴으로써 발생되는 원심력 또는 중력에 의해 보충될 수 있다.As the temperature of the retention fluid remaining in the heat transfer chambers 42 and 44 is lowered toward the third temperature (from the second temperature), the volume of the retention fluid in the heat transfer chambers 42 and 44 decreases. Such reduction in volume preferably provides a vacuum (ie, pressure differential) that draws or moves at least a portion of the analyte 46 into the heat transfer chambers 42, 44 (as shown in FIG. 4B). The vacuum force may in some cases be supplemented by centrifugal force or gravity generated by rotating the processing device 10.

몇몇 경우에, 분석물은 도 4A와 도 4B 간에 도시된 바와 같이 챔버(40) 및 열 전달 챔버(42, 44) 사이에 균등하게 배분될 수 있다(도 4A에 도시된 바와 같은 분석물(46)의 대략 1/3이 도 4B에 도시된 바와 같이 각각의 챔버(40, 42, 44)에 있는 것으로 확임됨). 다른 경우에, 챔버와 임의의 연결된 열 전달 챔버들 사이의 분석물의 분배는 균등하지 않을 수 있다. 열 전달 챔버(42, 44) 내의 체류 유체의 가열 및 냉각은, 예를 들어 단일 사이클의 가열 및 냉각이 요구되는 양의 물질 전달을 제공하지 못하는 경우 2회 이상의 연속 가열 및 냉각 사이클에서 수행될 수 있다.In some cases, analytes may be evenly distributed between chamber 40 and heat transfer chambers 42, 44 as shown between FIGS. 4A and 4B (analyte 46 as shown in FIG. 4A). Approximately one-third of) is found in each chamber 40, 42, 44 as shown in FIG. 4B). In other cases, the distribution of analyte between the chamber and any connected heat transfer chambers may not be even. Heating and cooling of the retention fluid in the heat transfer chambers 42, 44 may be performed in two or more consecutive heating and cooling cycles, for example, if a single cycle of heating and cooling does not provide the required amount of mass transfer. have.

본 명세서에서 논의된 가열은, 예를 들어 미국 특허 제6,734,401 B2호(베딩햄 등); 발명의 명칭이 "순응성 미세유체 샘플 처리 디스크"(COMPLIANT MICROFLUIDIC SAMPLE PROCESSING DISKS)인 미국 특허 출원 공개 제2007-0009391 A1호(출원 번호 제11/174,680호); 발명의 명칭이 "샘플 처리 장치 압축 시스템 및 방법"(SAMPLE PROCESSING DEVICE COMPRESSION SYSTEMS AND METHODS)인 미국 특허 출원 공개 제2007-0010007 A1호(출원 번호 제11/174,757호) 등에서 논의된 원리에 따라 챔버 내의 체류 유체 내로 열 에너지를 전달하는 것과 같은 임의의 적합한 기술을 사용하여 달성될 수 있다. 본 명세서에 설명된 냉각은 또한 바람직하게는 상기 언급된 문헌에서 논의된 원리에 따라 달성될 수 있다(예를 들어, 처리 장치가 회전할 때의 대류, 펠티에 소자(Peltier element) 등에 의함).Heating discussed herein is described, for example, in US Pat. No. 6,734,401 B2 (Beddingham et al.); US Patent Application Publication No. 2007-0009391 A1 (Application No. 11 / 174,680), entitled "Compliant Microfluidic Sample Processing Discs" (COMPLIANT MICROFLUIDIC SAMPLE PROCESSING DISKS); In a chamber in accordance with the principles discussed in US Patent Application Publication No. 2007-0010007 A1 (Application No. 11 / 174,757), entitled "SAMPLE PROCESSING DEVICE COMPRESSION SYSTEMS AND METHODS." It may be accomplished using any suitable technique, such as transferring heat energy into the retention fluid. The cooling described herein may also be achieved preferably according to the principles discussed in the above mentioned documents (eg, by convection when the processing device is rotated, by a Peltier element, etc.).

본 발명의 열 전달 원리가 실행될 수 있는 다른 프로세스 어레이가 도 5에 도시되어 있다. 도시된 프로세스 어레이는 일련의 챔버(140a, 140b, 140c)를 포함한다. 모든 또는 단지 일부의 챔버가 처리 장치의 온도-제어 부분(150) 내에 위치될 수 있다(도 5에서는 모든 챔버가 온도-제어 부분(150) 내에 위치됨). 예를 들어, 미국 특허 제6,734,401 B2호(베딩햄 등); 발명의 명칭이 "순응성 미세유체 샘플 처리 디스크"(COMPLIANT MICROFLUIDIC SAMPLE PROCESSING DISKS)이고 2005년 7월 5일자로 출원된 미국 특허 출원 공개 제11/174,680호(대리인 관리 번호 60876US002) 등에서 논의된 원리에 따라, 직렬로 연결된 챔버들 모두가 가열될 수 있는 처리 장치의 환형 링 내에 있도록 위치되는 것이 바람직할 수 있다. 본 명세서에 설명된 냉각은 또한 바람직하게는 상기 언급된 문헌에서 논의된 원리에 따라 달성될 수 있다(예를 들어, 처리 장치가 회전할 때의 대류, 압축 기체, 펠티에 소자의 사용 등에 의함). Another process array in which the heat transfer principles of the present invention may be implemented is shown in FIG. 5. The illustrated process array includes a series of chambers 140a, 140b, 140c. All or just some of the chambers may be located within the temperature-controlled portion 150 of the processing apparatus (in FIG. 5 all chambers are located within the temperature-controlled portion 150). See, eg, US Pat. No. 6,734,401 B2 (Beddingham et al.); In accordance with the principles discussed herein, such as "COMPLIANT MICROFLUIDIC SAMPLE PROCESSING DISKS" and discussed in US Patent Application Publication No. 11 / 174,680 filed July 5, 2005 (Agent Control Number 60876US002). It may be desirable for all of the chambers connected in series to be positioned so that they are in the annular ring of the processing apparatus which can be heated. The cooling described herein may also be achieved preferably according to the principles discussed in the above-mentioned documents (eg, by convection when the processing device is rotated, by the use of compressed gas, Peltier elements, etc.).

(본 명세서에서 다른 실시예와 관련하여 논의되는 바와 같이 하나 이상의 밸브에 의해 챔버들을 격리하는 것이 유용할 수도 있지만) 도시된 챔버들(140a, 140b, 140c)은 서로 직렬로 연결된다. 제1 챔버(140a)는 바람직하게는 분석물 또는 다른 유체가 프로세스 어레이 내로 도입될 수 있는 로딩 챔버 또는 다른 로딩 구조체로부터 바람직하게 이어질 수 있는 도관(132)에 의해 공급될 수 있다. 도관(132)은, 예를 들어 처리 장치가 처리에 도움을 주기 위해 그를 중심으로 회전될 수 있는 회전축의 일반적인 방향으로부터 입구 포트(142a)를 통해 제1 챔버(140a) 내로 진입한다. 회전축은 바람직하게는 대체로 화살표(102)에 의해 표시되는 방향으로 반경(101) 상에 또는 그 부근에 위치될 수 있으며, 한편 챔버(140a, 140b, 140c)는 대체로 아치형 화살표(104)의 방향으로 진행한다. 화살표(102)에 의해 표시된 방향은 또한 상류 방향으로 지칭될 수 있는데, 그 이유는 챔버(140)가 그 내부에 위치되는 장치가 회전됨에 따라 밀도가 더 큰 유체가 반대 방향(하류 방향으로 지칭될 수 있음)으로 이동하는 경향이 있을 것이기 때문이다. 화살표(102) 및 상류 방향은 회전이 필요하지 않은 방법/시스템에서 중력에 반대 방향인 것으로 이해될 것이다.The chambers 140a, 140b, 140c shown are connected in series with each other (although it may be useful to isolate the chambers by one or more valves as discussed in connection with other embodiments herein). The first chamber 140a may be supplied by a conduit 132 which may preferably be led from a loading chamber or other loading structure into which an analyte or other fluid may be introduced into the process array. The conduit 132 enters the first chamber 140a through the inlet port 142a from the general direction of the axis of rotation, for example, in which the processing device can be rotated about it to aid processing. The axis of rotation may preferably be located on or near radius 101 in a direction generally indicated by arrow 102, while chambers 140a, 140b, 140c are generally in the direction of arcuate arrow 104. Proceed. The direction indicated by arrow 102 may also be referred to as an upstream direction, as the device with the chamber 140 rotated therein will be rotated with the denser fluid to be referred to the opposite direction (downstream direction). Will tend to move). Arrow 102 and the upstream direction will be understood to be opposite to gravity in a method / system in which rotation is not required.

도 5의 실시예에서, 제2 및 제3 챔버(140b, 140c)는 본 발명의 원리에 따라 열 전달을 수행하기 위해 사용되는 열 전달 구조체를 형성한다. 제2 챔버(140b)는 바람직하게는 전달 도관(141a)을 통해 제1 챔버(140a)에 연결될 수 있으며, 제2 챔버(140b)는 바람직하게는 전달 도관(141b)을 통해 제3 챔버(140c)에 연결될 수 있다. 열 전달 기술이 챔버들(140a, 140b, 140c)을 통해 유체를 이동시키기 위해 사용될 수 있기 때문에, 챔버들은 반드시 회전축으로부터 더 멀어지도록(또는 장치에 작용하는 중력의 방향으로 더 하류로) 연속적으로 위치될 필요는 없다.In the embodiment of Figure 5, the second and third chambers 140b, 140c form a heat transfer structure that is used to perform heat transfer in accordance with the principles of the present invention. The second chamber 140b may be connected to the first chamber 140a, preferably via a delivery conduit 141a, and the second chamber 140b is preferably via a delivery conduit 141b, a third chamber 140c. ) Can be connected. Because heat transfer techniques can be used to move the fluid through the chambers 140a, 140b, 140c, the chambers must be positioned continuously so as to be further away from the axis of rotation (or further downstream in the direction of gravity acting on the device). It doesn't have to be.

챔버 내의 유체의 온도가 변화함에 따라, 유체는 그들 사이에서 열적으로 운반될 수 있다. 예를 들어, 분석물이 원심 가속에 의해 제1 챔버(140a) 내로 유동하도록, 분석물은, 예컨대 챔버(140a)를 포함하는 처리 장치를 회전시킴으로써 제1 챔버(140a) 내로 전달될 수 있다. 일단 제1 챔버(140a) 내에 있게 되면, 분석물은, 예를 들어 불필요한 물질을 제거하고, 선택된 유전자 물질을 증폭하는 등을 위해 처리될 수 있다.As the temperature of the fluid in the chamber changes, the fluid can be transported thermally between them. For example, the analyte may be delivered into the first chamber 140a such as by rotating a processing device including the chamber 140a such that the analyte flows into the first chamber 140a by centrifugal acceleration. Once in the first chamber 140a, the analyte can be processed, for example, to remove unwanted material, amplify selected genetic material, and the like.

어느 시점에서, 제1 챔버(140a) 내의 분석물은 바람직하게는 제1 챔버(140a)와 제2 챔버(140b)를 연결하는 도관(141a)을 통해 제2 챔버(140b)로 전달될 수 있다. 도관(141a)과 제2 챔버(140b)는 상류에 또는 유체 분석물이 전달 도관(141a) 내로 통과해 진입하는 출구 포트(143a)보다 회전축에 더 가깝게 위치되기 때문에, 프로세스 어레이의 회전 또는 중력만에 의해 제1 챔버(140a)로부터 제2 챔버(140b)로 유체가 전달될 수 없을 것이다. 그러한 상황에서, 본 발명의 열 전달 기술이 유체 전달을 수행하기 위해 사용될 수 있다.At some point, the analyte in the first chamber 140a may be delivered to the second chamber 140b via a conduit 141a that preferably connects the first chamber 140a and the second chamber 140b. . Because the conduit 141a and the second chamber 140b are located upstream or closer to the axis of rotation than the outlet port 143a into which the fluid analyte passes through and into the delivery conduit 141a, only the rotation or gravity of the process array Will not be able to transfer fluid from the first chamber 140a to the second chamber 140b. In such situations, the heat transfer technology of the present invention can be used to perform fluid transfer.

유체 분석물이 제1 챔버(140a) 내에 위치된 상태에서, 제2 챔버(140b)와 제3 챔버(140c) 내의 체류 유체는 개시 온도보다 높은 제2 온도로 가열된다. 제2 챔버(140b)와 제3 챔버(140c) 내의 체류 유체의 온도가 증가함에 따라, 체류 유체의 체적이 증가하여 체류 유체의 일부가 제1 챔버(140a) 내로 이동한다(포트(143a)를 통해 진입함). 본 명세서에 논의된 바와 같이 처리 장치가 회전 중이거나 중력의 영향 하에 있는 상태에서 가열이 이루어지는 경우, 제1 챔버(140a) 내의 분석물은 제1 챔버(140a)의 반경방향 말단부(145a)(즉, 회전축으로부터 가장 멀리 위치된 제1 챔버(140a)의 단부)를 향해 이동된다. 가열된 체류 유체가 도관(141a)으로부터 제1 챔버 내로 이동할 때 분석물이 포트(143a)에 존재하는 경우, 체류 유체는 제1 챔버(140a) 내의 분석물을 통과할 것이다.With the fluid analyte positioned in the first chamber 140a, the retention fluid in the second chamber 140b and the third chamber 140c is heated to a second temperature that is higher than the onset temperature. As the temperature of the retention fluid in the second chamber 140b and the third chamber 140c increases, the volume of the retention fluid increases so that a portion of the retention fluid moves into the first chamber 140a (port 143a). Through). When heating occurs while the processing device is rotating or under the influence of gravity, as discussed herein, the analyte in the first chamber 140a may be the radial distal end 145a of the first chamber 140a (ie, , End of the first chamber 140a located farthest from the axis of rotation. If analyte is present in the port 143a when the heated retention fluid moves from the conduit 141a into the first chamber, the retention fluid will pass through the analyte in the first chamber 140a.

체류 유체의 일부가 포트(143a)를 통해 제1 챔버(140a) 내로 이동한 후, 제2 챔버(140b)와 제3 챔버(140c) 내에 남아 있는 체류 유체는 제3 온도로 냉각될 수 있다. 체류 유체가 제3 온도로 냉각됨에 따라, 이들 챔버 내의 체류 유체의 체적은 감소하고, 따라서 바람직하게는 제1 챔버(140a) 내의 분석물의 일부를 전달 도관(141a)을 통해 제2 챔버(140b) 내로 이동시키거나 흡인하는 진공을 생성한다.After a portion of the retention fluid moves through the port 143a into the first chamber 140a, the retention fluid remaining in the second chamber 140b and the third chamber 140c may be cooled to a third temperature. As the retention fluid cools to the third temperature, the volume of the retention fluid in these chambers decreases, thus preferably passing a portion of the analyte in the first chamber 140a through the delivery conduit 141a to the second chamber 140b. Create a vacuum to move or aspirate into.

도관(141a)을 통해 제1 챔버(140b)로부터 흡인된 분석물은 회전축에 가장 근접한 제2 챔버(140b)의 반경방향 기단부(상류)에 위치된 포트(142b)를 통해 제2 챔버(140b)로 진입한다. 전달 도관(141a)은 전달 도관(141a)이 제2 챔버(140b)에 연결되는 포트(142b)로부터 반경방향 말단(하류)에 위치된 포트(143a)를 통해 제1 챔버(140a)로부터 빠져 나온다는 것에 주목해야 한다. 다시 말하면, 포트(142b)는 포트(143a)보다 처리 장치의 회전축에 더 가깝게 위치된다.The analyte sucked from the first chamber 140b through the conduit 141a passes through the port 142b located at the radial proximal end (upstream) of the second chamber 140b closest to the axis of rotation. Enter The delivery conduit 141a exits from the first chamber 140a via a port 143a located at a radial end (downstream) from the port 142b to which the delivery conduit 141a is connected to the second chamber 140b. It should be noted that In other words, the port 142b is located closer to the axis of rotation of the processing device than the port 143a.

도 5에 도시된 바와 같이, 전달 도관(141a)이 제1 챔버(140a)에 연결되는 포트(143a)는 제1 챔버(140a)의 말단부(145a)보다 회전축에 더 가깝게 위치된다. (포트(143a)와 같은) 포트가 챔버(140a)의 반경방향 말단부(145a) 또는 하류보다 회전축에 더 가깝게 위치되지만, (포트(142a)가 그러하듯이) 챔버(140a)의 반경방향 기단부 또는 상류에 위치되지 않는 상황에서, 포트(143a)는 챔버(또는 다른 구조체)의 "중간 위치"에 위치된 것으로서 설명될 수 있다. 다시 말하면, 챔버 또는 도관을 따른 중간 위치는 회전 시스템 내의 해당 챔버 또는 도관에 관한 회전축에 가장 가깝거나 그로부터 가장 멀리 있지 않으며 비회전 중력 시스템 내에서 상류 단부도 하류 단부도 아닌 위치이다.As shown in FIG. 5, the port 143a to which the delivery conduit 141a is connected to the first chamber 140a is located closer to the axis of rotation than the distal end 145a of the first chamber 140a. Although the port (such as port 143a) is located closer to the axis of rotation than the radial distal end 145a or downstream of the chamber 140a, the radial proximal end of the chamber 140a (as does port 142a) or In a situation not located upstream, the port 143a may be described as being located in an "intermediate location" of the chamber (or other structure). In other words, the intermediate position along the chamber or conduit is not closest to or farthest from the axis of rotation with respect to the chamber or conduit in the rotary system and is neither upstream nor downstream end within the non-rotating gravity system.

처리 장치가 회전축을 중심으로 회전될 때(또는 중력 시스템에서 그 방향으로 흡인될 때), 밀도가 더 큰 구성물(예를 들어, 일반적으로 기체와 비교할 때 액체, 비드(bead) 등)은 제1 챔버(140a)의 반경방향 말단부(145a)를 향해 이동될 것이다. 포트(143a)는 제1 챔버(140a)의 말단부(145a) 또는 하류보다 상류 단부에 더 가까운 중간 위치에 위치되기 때문에, 말단부(145a)에 모인 분석물의 구성물은 전형적으로 전달 도관(141a) 내로 흡인되지 않을 것이다(그 이유는 구성물들이 더 반경방향으로 말단 또는 하류인 위치로 포트(143a)를 지나 위치될 것이기 때문임).When the processing device is rotated about the axis of rotation (or drawn in that direction in the gravity system), the denser constructs (e.g., liquid, beads, etc., as compared to gases in general) may be used as the first. Will move toward the radial distal end 145a of the chamber 140a. Because the port 143a is located in the distal end 145a of the first chamber 140a or in an intermediate position closer to the upstream end than downstream, the composition of the analyte collected at the distal end 145a is typically drawn into the delivery conduit 141a. (Because the components will be positioned beyond port 143a to a position that is more radially distal or downstream).

제2 챔버(140b) 내로 전달된 분석물의 일부는 분석물을 제1 챔버(140a)로부터 제2 챔버(140b)로 전달하기 위해 사용된 것과 유사한 열 전달 공정에 의해 제3 챔버(140c)로 전달될 수 있다. 전달에 있어서, 제3 챔버(140c) 내의 가열된 체류 유체는 전달 도관(141b)을 통해 제2 챔버(140b) 내로 이동한다. 전달 도관(141b)은 일 단부에서 포트(143b)를 통해 제2 챔버(140b) 내로 개방되고, 반대측 단부에서 포트(142c)를 통해 제3 챔버(140c) 내로 개방된다. 전달 도관(141a)과 유사하게, 제3 챔버(140c) 내로 이어지는 포트(142c)는 포트(143b)(이를 통해 유체가 전달 도관(141b) 내로 진입함)보다 처리 장치의 회전축에 더 가깝게 또는 더 상류에 위치된다. 또한, 포트(143b)는 중간 위치(예를 들어, 제2 챔버(140b)의 말단부(145b)보다 회전축에 더 가까움)에 위치되기 때문에, 제2 챔버(140b)의 말단부(145b)에 모인 분석물의 구성물은 전형적으로 전달 도관(141b) 내로 흡인되지 않을 것이다.A portion of the analyte delivered into the second chamber 140b is delivered to the third chamber 140c by a heat transfer process similar to that used to transfer the analyte from the first chamber 140a to the second chamber 140b. Can be. In delivery, the heated dwelling fluid in the third chamber 140c moves into the second chamber 140b through the delivery conduit 141b. The delivery conduit 141b opens at one end through the port 143b into the second chamber 140b and at the opposite end through the port 142c into the third chamber 140c. Similar to the delivery conduit 141a, the port 142c leading into the third chamber 140c is closer or more closer to the axis of rotation of the processing device than the port 143b (through which fluid enters the delivery conduit 141b). Located upstream. In addition, since the port 143b is located at an intermediate position (for example, closer to the rotation axis than the distal end 145b of the second chamber 140b), the analysis collected at the distal end 145b of the second chamber 140b. The composition of water will typically not be drawn into delivery conduit 141b.

회전 처리 기술 또는 중력과 결합될 때, 프로세스 어레이 내의 유체의 열 전달은 알려진 처리 장치로는 가능하지 않은 더 복잡한 처리 순서를 달성하기 위해 사용될 수 있다. 더 복잡한 처리 순서의 일례가 도 6에 도시된 프로세스 어레이와 관련하여 이제 설명될 것이다.When combined with rotational processing techniques or gravity, heat transfer of the fluid within the process array can be used to achieve more complex processing sequences that are not possible with known processing devices. An example of a more complex processing sequence will now be described with respect to the process array shown in FIG.

도 6의 예시적인 프로세스 어레이는 바람직하게는 화살표(202) 방향에 위치된 반경(201) 상에 또는 그 부근에 위치된 회전축 중심으로의 회전을 위해 설계된 처리 장치에 제공된다. 회전축을 중심으로 회전될 때, 프로세스 어레이의 특징부는 대체로 아치형 화살표(204)에 의해 표시된 방향으로 진행할 것이다. 대안적으로, 도 6의 프로세스 어레이는 화살표(202)가 상류 방향을 나타내는, 즉 프로세스 어레이에 작용하는 중력 방향의 반대 방향인(중력의 방향이 하류 방향인 경우) 비회전 중력 기반 장치에서 사용될 수 있다.The example process array of FIG. 6 is preferably provided in a processing apparatus designed for rotation about the axis of rotation located on or near the radius 201 located in the direction of the arrow 202. When rotated about the axis of rotation, the features of the process array will generally travel in the direction indicated by the arcuate arrow 204. Alternatively, the process array of FIG. 6 may be used in a non-rotating gravity based device where arrow 202 indicates an upstream direction, i. have.

예시적인 프로세스 어레이는 도관(232)을 통해 제1 챔버(240)와 연결되는 로딩 구조체(230)를 포함한다. 챔버(240)는 프로세스 어레이를 포함하는 처리 장치가 회전축을 중심으로 회전되거나 중력에 의해 작동될 때 물질이 그 내부로 이동되는 하류 또는 반경방향 말단부(245)를 포함한다. 그러한 것으로서, "상류" 및 "하류"라는 용어는 또한 도 6의 프로세스 어레이와 관련하여 방향을 지칭할 때 사용될 수 있다. 더욱 상세하게는, 화살표(202)에 의해 표시된 방향은 상류로 지칭될 수 있고, 반대 방향은 하류로 지칭될 수 있다.The example process array includes a loading structure 230 that is connected with the first chamber 240 through a conduit 232. Chamber 240 includes a downstream or radial distal end 245 through which material is moved therein when a processing device including a process array is rotated about an axis of rotation or actuated by gravity. As such, the terms "upstream" and "downstream" may also be used when referring to directions with respect to the process array of FIG. More specifically, the direction indicated by arrow 202 may be referred to as upstream and the opposite direction may be referred to as downstream.

프로세스 어레이는 또한 챔버를 통한 유체의 열 전달에 도움을 주는 열 전달 구조체를 포함한다. 도 6에 도시된 예시적인 실시예에서, 열 전달 구조체는 전달 도관(262)을 통해 챔버(240)와 유체 연통하는 트랩 챔버(trap chamber)(260)를 포함한다. 열 전달 구조체는 또한 구동 도관(272)을 통해 트랩 챔버(260)와 유체 연통하는 열 구동 챔버(270)를 포함한다.The process array also includes a heat transfer structure that assists in the heat transfer of the fluid through the chamber. In the example embodiment shown in FIG. 6, the heat transfer structure includes a trap chamber 260 in fluid communication with the chamber 240 via a transfer conduit 262. The heat transfer structure also includes a heat drive chamber 270 in fluid communication with the trap chamber 260 through drive conduits 272.

전달 도관(262)은 바람직하게는 전달 도관(262)의 일부가 전달 포트(여기에서 전달 도관은 챔버(240)와 연결됨)와 트랩 챔버(260)(또는 열 구동 챔버(270)) 사이의 상류 방향으로 진행하는 유체 트랩(263)을 포함한다. 유체 트랩(263)은 중력 등의 영향 하에서 프로세스 어레이를 포함하는 장치의 회전에 의해 유체가 챔버(240)로부터 트랩 챔버(260) 또는 열 구동 챔버(270)로 이동하는 것을 효과적으로 방지한다.The delivery conduit 262 preferably includes a portion of the delivery conduit 262 upstream between the delivery port, where the delivery conduit is connected to the chamber 240, and the trap chamber 260 (or the thermal drive chamber 270). And a fluid trap 263 running in the direction. The fluid trap 263 effectively prevents fluid from moving from the chamber 240 to the trap chamber 260 or the thermal drive chamber 270 by rotation of the device including the process array under the influence of gravity or the like.

사용시, 도시된 열 전달 구조체는 유체를 챔버(240)로부터 트랩 챔버(260) 내로 전달하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 트랩 챔버(260)는 챔버(240)로부터 제거된 유체를 위한 저장소(reservoir)로서 기능할 수 있다. 트랩 챔버(260)가 챔버(240)로부터의 다수의 유체 전달을 수용하기에 충분히 큰 체적을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 트랩 챔버(260)의 체적은 바람직하게는 챔버(240)의 체적 이상일 수 있다. 몇몇 경우에, 트랩 챔버(260)의 체적은 챔버(240)의 체적의 1과 1/2(1.5)배인 것이 바람직할 수 있다.In use, the illustrated heat transfer structure can be used to transfer fluid from chamber 240 into trap chamber 260. Thus, trap chamber 260 can function as a reservoir for fluid removed from chamber 240. It may be desirable for trap chamber 260 to have a volume large enough to accommodate multiple fluid transfers from chamber 240. The volume of the trap chamber 260 may preferably be greater than or equal to the volume of the chamber 240. In some cases, it may be desirable for the volume of trap chamber 260 to be one and a half times (1.5) times the volume of chamber 240.

분석물의 열 전달은 상기 논의된 원리에 따라 달성될 수 있다. 그러나, 한 가지 차이가 열 구동 챔버(270)의 원격 위치에서 확인될 수 있다. 열 구동 챔버(270)가 열적으로 제어되는 처리 장치의 영역(250), 예를 들어 선택적으로 가열 및/또는 냉각될 수 있는 영역에 위치되는 것이 바람직할 수 있다. 처리 장치가 원형 디스크의 형태인 경우, 영역(250)은 바람직하게는 환형 링의 형태(그의 아치형 부분이 도 6에 도시됨)일 수 있다.Heat transfer of the analyte can be achieved according to the principles discussed above. However, one difference can be seen at the remote location of the thermal drive chamber 270. It may be desirable for the thermal drive chamber 270 to be located in an area 250 of the thermally controlled processing device, for example, an area that can be selectively heated and / or cooled. If the processing apparatus is in the form of a circular disk, the region 250 may preferably be in the form of an annular ring (its arcuate portion is shown in FIG. 6).

열 구동 챔버(270)는 프로세스 어레이의 나머지로부터 이격되어 위치되지만, 이는 트랩 챔버(260), 그리고 궁극적으로 도관(272, 262)을 통해 챔버(240)와 유체 연통한다. 챔버(240)로부터 트랩 챔버(260)로의 유체의 열-구동 전달을 수행하기 위해, 구동 챔버(270) 내의 체류 유체는 바람직하게는 그의 온도가 개시 온도로부터 제2 온도로 증가하도록 가열될 수 있다. 구동 챔버(270) 내의 체류 유체의 온도가 증가함에 따라, 그의 체적이 또한 증가한다. 체적의 그러한 증가는 열 구동 챔버(270) 내의 체류 유체의 일부를 도관(272) 내로 가압하고, 이어서 도관(272) 내의 체류 유체의 일부를 트랩 챔버(260) 내로 가압한다. 대응하여, 트랩 챔버(260) 내의 체류 유체의 일부는 전달 도관(262) 내로 가압된다. 전달 도관(262) 내의 체류 유체는 이어서 챔버(240) 내로 가압된다.The thermal drive chamber 270 is positioned away from the rest of the process array, but it is in fluid communication with the chamber 240 through the trap chamber 260, and ultimately the conduits 272, 262. In order to perform heat-driven transfer of fluid from chamber 240 to trap chamber 260, the retention fluid in drive chamber 270 may preferably be heated such that its temperature increases from the starting temperature to the second temperature. . As the temperature of the retention fluid in the drive chamber 270 increases, its volume also increases. Such an increase in volume pressurizes a portion of the retention fluid in thermal drive chamber 270 into conduit 272, and then presses a portion of the retention fluid in conduit 272 into trap chamber 260. Correspondingly, a portion of the retention fluid in trap chamber 260 is pressurized into delivery conduit 262. Residual fluid in the delivery conduit 262 is then pressurized into the chamber 240.

트랩 챔버(260)로 전달될 챔버(240) 내의 임의의 유체는 전달 도관(262)이 챔버(240) 내로 진입하는 지점에 또는 그 지점의 상류에(예를 들어, 회전축에 더 가깝게) 위치되는 것이 바람직할 수 있다. 원심력 및/또는 중력은 바람직하게는 챔버(240) 내의 유체를 챔버(240)의 하류 또는 반경방향 말단부(245)를 향해 이동시키거나 흡인할 수 있어서, 전달 도관(262)이 챔버(240)에 연결되는 포트가 유체에 의해 덮인다. 그 결과는 도관(262)으로부터 챔버(240) 내로 가압된 체류 유체가 바람직하게는 챔버(240) 내의 분석물을 통과하는 것이다.Any fluid in chamber 240 to be delivered to trap chamber 260 is located at or upstream of the delivery conduit 262 into chamber 240 (eg, closer to the axis of rotation). It may be desirable. Centrifugal force and / or gravity can preferably move or aspirate fluid in chamber 240 downstream or radially distal end 245 of chamber 240 such that delivery conduit 262 is directed to chamber 240. The port to be connected is covered by the fluid. The result is that the retention fluid pressurized from conduit 262 into chamber 240 preferably passes through the analyte in chamber 240.

열 전달 구조체(도시된 실시예에서, 트랩 챔버(260) 및 열 구동 챔버(270)와 함께 도관(262, 272)을 포함함) 내의 체류 유체가 챔버(240) 내로 가압된 후, 열 구동 챔버(270) 내에 남아 있는 체류 유체의 온도는 바람직하게는 제2 온도로부터 제3 온도로 감소될 수 있다. 열 구동 챔버(270) 내의 체류 유체가 냉각됨에 따라, 그의 체적은 바람직하게는 감소하고, 이는 도관(272)을 통해 트랩 챔버(260)에 그리고 트랩 챔버(260)를 통해 전달 도관(262)에 연통되는 진공을 생성한다. 진공은 이어서 전달 도관(262)을 통해 챔버(240)로 진행하여 챔버(240)와 전달 도관(262) 사이의 연결부에 존재하는 유체는 전달 도관(262) 내로 흡인된다. 챔버(240)로부터 전달 도관(262) 내로 이동되거나 흡인된 유체의 적어도 일부는 이어서 트랩 챔버(260)로 전달되고, 여기서 바람직하게는 침착된다.After the retention fluid in the heat transfer structure (in the illustrated embodiment, including conduits 262 and 272 together with trap chamber 260 and heat drive chamber 270) is pressurized into chamber 240, the heat drive chamber The temperature of the retaining fluid remaining in 270 may preferably be reduced from the second temperature to the third temperature. As the retention fluid in the heat drive chamber 270 cools, its volume preferably decreases, which is through the conduit 272 to the trap chamber 260 and through the trap chamber 260 to the delivery conduit 262. Create a vacuum in communication. The vacuum then proceeds through the delivery conduit 262 to the chamber 240 so that the fluid present in the connection between the chamber 240 and the delivery conduit 262 is drawn into the delivery conduit 262. At least a portion of the fluid moved or drawn into the delivery conduit 262 from the chamber 240 is then delivered to the trap chamber 260, where it is preferably deposited.

전달 도관(262) 및 열 구동 도관(272)과 함께 트랩 챔버(260)의 기하학적 형상은 챔버(240)로부터 트랩 챔버(260) 내로 전달된 유체가 트랩 챔버(260) 내에 남아 있고 열 구동 챔버(270) 내로 전달되지 않도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 트랩 챔버(260) 내로 전달된 유체로부터의 열 구동 챔버(270)의 격리는 챔버(240)로부터 트랩 챔버(260) 내로 2회 이상 유체를 전달하기 위해 사용되는 열 구동 챔버(270)의 능력을 유지할 수 있다.The geometry of the trap chamber 260, together with the delivery conduits 262 and the thermal drive conduits 272, allows fluid transferred from the chamber 240 into the trap chamber 260 to remain within the trap chamber 260 and to provide a thermal drive chamber ( 270) may be desirable. Isolation of the thermal drive chamber 270 from the fluid transferred into the trap chamber 260 provides for the ability of the thermal drive chamber 270 to be used to transfer fluid two or more times from the chamber 240 into the trap chamber 260. I can keep it.

트랩 챔버 내의 물질이 열 전달 과정 동안 직접 가열되지 않는 것이 또한 바람직할 수 있다. 트랩 챔버(260)의 격리는, 트랩 챔버(260)와 유체 연통하는 도관이 그의 반경방향 기단 또는 상류 단부(즉, 회전축에 가장 가까운 단부)에서 또는 그 부근에서 트랩 챔버(260) 내로 진입하고 그리고/또는 그로부터 빠져 나오는 경우 향상될 수 있다. 그러한 구성, 예컨대 전달 도관(262)과 구동 도관(272)이 트랩 챔버(260)의 반경방향 기단 또는 상류측에 위치된 위치에서 트랩 챔버(260)에 연결되는 경우, (예를 들어, 처리 장치가 회전 중이거나 중력의 영향 하에 있는 동안) 트랩 챔버(260) 내로 진입하는 유체는 트랩 챔버(260)의 하류 또는 반경방향 말단측을 향해(즉, 화살표(202) 방향의 반대 방향) 이동하는 경향이 있어서, 트랩 챔버(260) 내로 진입하는 대부분의 유체(바람직하게, 실질적으로 액체의 전부)는 구동 도관(272) 내로 진입하지 않는다. 트랩 챔버(260) 및/또는 전달 도관(262)은 또한 챔버(240)로부터 트랩 챔버(260) 내로 진입하는 유체를 트랩 챔버(260)의 주 체적 내로 하향으로 지향시키는 경향이 있는 구조체(예를 들어, 배플 등)를 포함할 수 있다.It may also be desirable for the material in the trap chamber not to be directly heated during the heat transfer process. Isolation of the trap chamber 260 is such that a conduit in fluid communication with the trap chamber 260 enters into the trap chamber 260 at or near its radial proximal or upstream end (ie, the end closest to the axis of rotation) and And / or exit therefrom. In such a configuration, for example, when the delivery conduit 262 and the drive conduit 272 are connected to the trap chamber 260 at a position located radially proximal or upstream of the trap chamber 260 (eg, a processing apparatus During rotation or under the influence of gravity) fluid entering the trap chamber 260 tends to move downstream or radially toward the end of the trap chamber 260 (i.e., in the direction opposite to the arrow 202). As such, most of the fluid entering the trap chamber 260 (preferably substantially all of the liquid) does not enter the drive conduit 272. Trap chamber 260 and / or delivery conduit 262 may also provide a structure (eg, a tendency to direct fluid entering the trap chamber 260 from chamber 240 downward into the main volume of trap chamber 260). For example, baffles, and the like.

도 6의 프로세스 어레이의 전달 도관(262)에서와 같이, 전달 도관(262)은 (챔버(240)로부터 열 구동 챔버(270)를 향해 이동할 때) 전달 도관(262)의 일부가 전달 포트와 열 구동 챔버(270) 사이의 상류 방향으로 진행하는 유체 트랩(263)을 또한 포함한다. 그러한 유체 트랩(263)은 유체가 프로세스 어레이를 포함하는 장치의 회전에 의해 또는 중력 하에서 제1 챔버(240)로부터 열 구동 챔버(270)로 이동하는 것을 효과적으로 방지한다.As with the delivery conduit 262 of the process array of FIG. 6, the delivery conduit 262 may include a portion of the delivery conduit 262 (when moving from the chamber 240 toward the thermal drive chamber 270). It also includes a fluid trap 263 running in an upstream direction between the drive chambers 270. Such a fluid trap 263 effectively prevents fluid from moving from the first chamber 240 to the thermal drive chamber 270 by gravity or by rotation of an apparatus comprising a process array.

유체 트랩(263)이 챔버(240)의 반경방향 기단의 높이에 도달하여 챔버가 분석물로 완전히 충전된 경우에도, 장치의 회전만에 의해 분석물이 유체 트랩(263)을 지나 그리고 트랩 챔버(260) 또는 열 구동 챔버(270) 중 어느 하나 내로 이동되지 않는 것이 바람직할 수 있다.Even when the fluid trap 263 reaches the height of the radial base of the chamber 240 and the chamber is completely filled with the analyte, only the rotation of the device causes the analyte to pass through the fluid trap 263 and the trap chamber ( It may be desirable not to move into either 260 or the thermal drive chamber 270.

도 6의 예시적인 프로세스 어레이에 도시된 다른 선택적인 특징부는 도관(282)을 통해 챔버(240)와 유체 연통하여 배치될 수 있는 제2 챔버(280)를 포함한다. 도관(282)은 챔버(240)의 반경방향 말단 지점에서 챔버(240)와 연결되는 것으로 도시되어 있다. 도관(282)은 대안적으로 챔버(240)의 반경방향 길이(여기서, 반경방향 길이는 반경(201)을 따르는 챔버(240)의 치수임)를 따르는 임의의 선택된 위치에서 챔버(240)에 연결될 수 있다. 제2 챔버(280)는, 예를 들어 세척 유체를 챔버(240)에 공급하기 위해 사용될 수 있다.Another optional feature shown in the example process array of FIG. 6 includes a second chamber 280 that can be placed in fluid communication with chamber 240 via conduit 282. Conduit 282 is shown connected with chamber 240 at a radially distal point of chamber 240. Conduit 282 may alternatively be connected to chamber 240 at any selected location along the radial length of chamber 240, where the radial length is a dimension of chamber 240 along radius 201. Can be. The second chamber 280 can be used, for example, to supply cleaning fluid to the chamber 240.

도 6의 예시적인 프로세스 어레이와 관련하여 도시된 다른 선택적인 특징부는 제2 챔버(280)로부터 도관(282) 내로의 유체의 유동을 제어하기 위해 사용되는 밸브 구조체이다. 도시된 프로세스 어레이에서, 임의의 적합한 대안적인 밸브가 도시된 밸브 구조체 대신에 사용될 수 있지만, 밸브 구조체는 제2 챔버(280)의 체적 내로 연장하는 밸브 립(valve lip)(284)(도 7에 도시됨)의 형태를 취한다.Another optional feature shown in connection with the example process array of FIG. 6 is a valve structure used to control the flow of fluid from the second chamber 280 into the conduit 282. In the illustrated process array, any suitable alternative valve may be used in place of the illustrated valve structure, although the valve structure may include a valve lip 284 (see FIG. 7) extending into the volume of the second chamber 280. Shown).

도 7은 제2 챔버(280)를 포함하는 처리 장치의 일부의 단면도이다. 도 6 및 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 밸브 립(284)은 바람직하게는 처리 장치 상의 제2 챔버(280)에 의해 점유된 영역, 즉 돌출된 챔버 영역 내에 위치된다. 돌출된 챔버 영역은 바람직하게는 처리 장치의 주요 면들 중 어느 하나의 상으로 챔버 경계를 돌출시킴으로써 형성될 수 있다.7 is a cross-sectional view of a portion of a processing apparatus including a second chamber 280. As can be seen in FIGS. 6 and 7, the valve lip 284 is preferably located in the area occupied by the second chamber 280 on the processing device, ie the protruding chamber area. The protruding chamber region may preferably be formed by projecting the chamber boundary onto any one of the major faces of the processing apparatus.

도 7에 도시된 실시예에서, 코어 층(214)은 밸브 층(216)으로부터 멀리 향하는 처리 장치의 제1 주요 면(215)을 형성한다. 밸브 층(216)은 제1 주요 면(215)으로부터 멀리 향하는 코어 층(214)의 표면에 부착된다. 커버 층(218)은 코어 층(214)으로부터 멀리 향하는 밸브 층(216)의 표면에 부착되며, 이때 커버 층(218)은 처리 장치의 제1 주요 면(215)으로부터 멀리 향하는 처리 장치의 제2 주요 면(219)을 형성한다.In the embodiment shown in FIG. 7, the core layer 214 forms the first major face 215 of the processing apparatus facing away from the valve layer 216. The valve layer 216 is attached to the surface of the core layer 214 facing away from the first major face 215. The cover layer 218 is attached to the surface of the valve layer 216 facing away from the core layer 214, with the cover layer 218 facing away from the first major face 215 of the processing apparatus. The main face 219 is formed.

밸브 립(284)은 제2 챔버(280)의 최외측 경계에 의해 형성된 돌출된 챔버 영역 내로 연장하는 것으로 도시되어 있다. 밸브 립(284)은 돌출된 챔버 영역 내에 위치되기 때문에, 밸브 립(284)은 제2 챔버(280)의 일부의 위에 쑥 내밀거나 제2 챔버(280)의 일부 위에 외팔보식으로 돌출하는 것으로 설명될 수 있다.The valve lip 284 is shown extending into the protruding chamber region defined by the outermost boundary of the second chamber 280. Since the valve lip 284 is located within the protruding chamber area, the valve lip 284 is described as protruding over a portion of the second chamber 280 or cantilevering over a portion of the second chamber 280. Can be.

밸브 립(284)은 바람직하게는 도 7에서 알 수 있는 바와 같이 밸브 립(284) 내에 적어도 부분적으로 위치될 수 있는 밸브 챔버(285)를 바람직하게 형성한다. 밸브 챔버(285)는 바람직하게는 챔버(240)로 이어지는 도관(282)과 개방 유체 연통한다. 그러한 것으로서, 밸브 챔버(285) 내로 진입하는 임의의 유체는 챔버(240)로의 전달을 위해 도관(282)으로 진입할 수 있다.The valve lip 284 preferably forms a valve chamber 285 that may be at least partially positioned within the valve lip 284, as can be seen in FIG. 7. Valve chamber 285 is preferably in open fluid communication with conduit 282 leading to chamber 240. As such, any fluid entering the valve chamber 285 may enter the conduit 282 for delivery to the chamber 240.

밸브 챔버(285) 중 적어도 일부는 바람직하게는 제2 주요 면(219)과 제2 챔버(280)의 적어도 일부 사이에 위치될 수 있다. 밸브 챔버(285)는 또한 바람직하게는 밸브 챔버(285)를 제2 챔버(280)로부터 분리하는 밸브 격벽(286)에 의해 제2 챔버(280)로부터 격리되어, 제2 챔버(280)의 체적 중 일부는 밸브 격벽(286)과 처리 장치의 제1 주요 면(215) 사이에 놓인다. 도시된 실시예에서, 커버 층(218)은 바람직하게는 제2 챔버(280)로부터 밸브 챔버(285)를 격리시키기 위해 표면(283)을 따라 밸브 립(284)에 밀봉된다.At least a portion of the valve chamber 285 may preferably be located between the second major face 219 and at least a portion of the second chamber 280. The valve chamber 285 is also isolated from the second chamber 280 by a valve partition 286 that preferably separates the valve chamber 285 from the second chamber 280, thereby reducing the volume of the second chamber 280. Some of them lie between the valve septum 286 and the first major face 215 of the processing apparatus. In the illustrated embodiment, the cover layer 218 is preferably sealed to the valve lip 284 along the surface 283 to isolate the valve chamber 285 from the second chamber 280.

밸브 격벽(286)은 바람직하게는 개구가 비-접촉 방법, 예를 들어 레이저 제거(laser ablation), 초점식 광학 가열(focused optical heating) 등에 의해 형성될 수 있는 재료로 형성된다. 밸브 격벽에 형성된 그러한 개구는 전형적으로 비가역적이기 때문에(즉, 개구들은 형성 후에 폐쇄될 수 없음), 도 6 및 도 7에 도시된 밸브 구조체는 "일회용" 밸브로서 설명될 수 있다. 밸브 격벽(286)에 개구를 형성하기 위해 사용되는 에너지는 커버 층(218) 또는 코어 층(214) 중 어느 하나를 통해(또는 둘 모두를 통해) 밸브 격벽(286) 상으로 지향될 수 있다. 그러나, 에너지가 밸브 격벽(286)에 도달하기 전에 제2 챔버(280) 내의 물질을 통해 에너지를 지향시키는 것과 관련될 수 있는 문제를 회피하기 위해 에너지가 커버 층(218)을 통해 밸브 격벽(286)에 지향되는 것이 바람직할 수 있다.The valve septum 286 is preferably formed of a material whose opening can be formed by a non-contact method such as laser ablation, focused optical heating, or the like. Since such openings formed in the valve partition are typically irreversible (ie, the openings cannot be closed after formation), the valve structure shown in FIGS. 6 and 7 can be described as a "disposable" valve. The energy used to form an opening in the valve partition 286 can be directed onto the valve partition 286 through either the cover layer 218 or the core layer 214 (or both). However, energy is passed through the cover layer 218 to the valve septum 286 to avoid problems that may be associated with directing energy through the material in the second chamber 280 before reaching the valve septum 286. May be preferred.

도 6의 프로세스 어레이의 챔버(240)로 유체를 전달하기 위해 제2 챔버(280)를 사용하는 한 가지 방법이 이제 설명될 것이다. 선택된 유체 물질이 제2 챔버(280)에 제공된 후, 개구가 원하는 위치의 밸브 격벽(286)에 형성될 수 있다. 하나의 예는 도 6에 도시된 개구(287a)이다. 제2 챔버(280)를 포함하는 처리 장치가 화살표(204) 방향으로 회전축을 중심으로 회전되거나 중력을 받을 때, 제2 챔버(280) 내의 유체는 제2 챔버(280)로부터 개구(287a)를 통해 밸브 챔버(285) 내로 그리고 이어서 챔버(240)로의 전달을 위해 도관(282) 내로 이동할 것이다.One method of using the second chamber 280 to deliver fluid to the chamber 240 of the process array of FIG. 6 will now be described. After the selected fluid material is provided to the second chamber 280, an opening may be formed in the valve partition 286 at a desired position. One example is the opening 287a shown in FIG. 6. When the processing device including the second chamber 280 is rotated about gravity or rotated in the direction of the arrow 204, the fluid in the second chamber 280 draws the opening 287a from the second chamber 280. Through the valve chamber 285 and then into the conduit 282 for delivery to the chamber 240.

개구(287a)를 통해 연장하는 파선 위에 위치된 유체의 실질적으로 전부가 바람직하게는 제2 챔버(280)로부터 이동할 것이기 때문에, 밸브 격벽(286)에 형성된 개구 또는 개구들의 위치는 유체의 선택된 체적을 챔버(240)로 전달하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 개구(287a)를 통한 유체의 초기 전달 후, 제2 챔버(280) 내의 유체의 제2 체적은 밸브 격벽(286)에 제2 개구(287b)를 형성함으로써 전달될 수 있다. 개구(287b)가 제공된 후, 개구(287a, 287b)를 통해 연장하는 2개의 파선 사이의 유체의 분리된 체적은 챔버(240) 내로 전달될 수 있다. 도 6은 또한 제2 챔버(280) 내의 실질적으로 모든 유체가 통과하여 챔버(240)로의 전달을 위해 도관(282) 내로 진입할 수 있는 밸브 격벽(286)의 제3 개구(287c)를 포함한다.Since substantially all of the fluid located above the dashed line extending through the opening 287a will preferably move out of the second chamber 280, the position of the opening or openings formed in the valve septum 286 determines the selected volume of fluid. It may be selected to deliver to the chamber 240. For example, after initial delivery of fluid through opening 287a, a second volume of fluid in second chamber 280 may be delivered by forming second opening 287b in valve septum 286. After opening 287b is provided, a separate volume of fluid between two dashed lines extending through openings 287a and 287b may be transferred into chamber 240. 6 also includes a third opening 287c of the valve septum 286 through which substantially all fluid in the second chamber 280 can enter and enter the conduit 282 for delivery to the chamber 240. .

제2 챔버(280)로부터 챔버(240)로 전달될 유체는 처리 장치가 제조될 때 또는 최종 사용자(또는 중간 부문)에 의해 제2 챔버(280)에 제공될 수 있다. 유체는 제2 챔버(280) 내로 직접 전달될 수 있다. 대안적으로, 유체는 제2 챔버(280)와 유체 연통하는 선택적인 로딩 구조체(281)를 통해 제2 챔버로 전달될 수 있다. 로딩 구조체(281)는 물질의 하나 이상의 분리된 체적을 제2 챔버(280)로 전달하기 위해 1회 이상 사용될 수 있다.Fluid to be delivered from the second chamber 280 to the chamber 240 may be provided to the second chamber 280 when the processing device is manufactured or by the end user (or intermediate sector). Fluid may be delivered directly into the second chamber 280. Alternatively, fluid may be delivered to the second chamber via an optional loading structure 281 in fluid communication with the second chamber 280. The loading structure 281 may be used one or more times to deliver one or more discrete volumes of material to the second chamber 280.

챔버(240)와 유체 연통하는 도 6 및 도 7에 도시된 일회용 밸브 구조체를 갖는 제2 챔버(280)에 대한 하나의 잠재적 용도는, 예를 들어 세척 유체(염수 등) 또는 바람직하게는 하나 이상의 분리된 체적으로 챔버(240) 내로 계량될 수 있는 몇몇 다른 유체를 제공하는 것이다. 하나 이상의 선택된 위치에서 밸브 격벽(286)에 하나 이상의 개구를 형성함으로써, 제2 챔버(280) 내에 포함된 유체(전형적으로는, 액체)의 분리된 체적은 제2 챔버(280)로부터 챔버(240)로 전달될 수 있다.One potential use for the second chamber 280 with the disposable valve structure shown in FIGS. 6 and 7 in fluid communication with the chamber 240 is, for example, washing fluid (salt water, etc.) or preferably one or more. It is to provide some other fluid that can be metered into the chamber 240 in a separate volume. By forming one or more openings in the valve partition 286 at one or more selected locations, the separated volume of the fluid (typically liquid) contained in the second chamber 280 is reduced from the second chamber 280 to the chamber 240. Can be delivered.

제2 챔버(280)로부터 챔버(240)로의 분리된 체적의 연속적인 전달은, 예를 들어 챔버(240)로부터 바람직하지 않은 물질을 제거할 수 있는 "세척" 용액을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, (예컨대, 개구(287a)를 통해) 제2 챔버(280)로부터 챔버(240)로의 세척 용액의 제1 체적의 전달 후, (용해 상태로, 그 내에 혼입되는 등으로) 바람직하지 않은 물질을 가진 세척 용액의 일부는 열 전달 구조체를 사용하여 챔버(240)로부터 제거될 수 있다(이때, 불필요한 부분은 본 명세서에 설명된 바와 같은 트랩 챔버(260)로 전달됨). 그러한 세척 단계는 세척 용액의 충분한 체적이 제2 챔버(280) 내에 있는 경우 반복될 수 있다. 예를 들어, 제2 개구(287b)는 세척 용액의 제2 체적을 챔버(240)로 전달하도록 형성될 수 있다.Continuous delivery of the separated volume from the second chamber 280 to the chamber 240 may be used to provide a “wash” solution, for example, which may remove undesirable substances from the chamber 240. For example, after delivery of the first volume of wash solution from the second chamber 280 to the chamber 240 (eg, through the opening 287a), it is desirable (such as in a dissolved state, incorporated therein). A portion of the wash solution with the undesired material may be removed from the chamber 240 using a heat transfer structure, where unnecessary portions are delivered to the trap chamber 260 as described herein. Such a washing step can be repeated if a sufficient volume of washing solution is in the second chamber 280. For example, second opening 287b may be formed to deliver a second volume of wash solution to chamber 240.

도 6 및 도 7에 도시된 것과 유사한 프로세스 어레이를 사용하는 다른 예시적인 방법에서, 하나 이상의 시약이 제2 챔버(280) 내에 있거나(예컨대, 건조시킴(dried-down) 등) 액체 내에서 제2 챔버(280)로 전달될 수 있어서, 하나 이상의 시약은 도관(282)을 통해 챔버(240)로 전달될 수 있다.In another exemplary method using a process array similar to that shown in FIGS. 6 and 7, one or more reagents are in the second chamber 280 (eg, dried-down, etc.) or in a second in a liquid. One or more reagents may be delivered to chamber 280, through conduit 282, to chamber 240.

본 발명에 따른 처리 장치에 제공될 수 있는 다른 예시적인 프로세스 어레이가 도 8에 도시되어 있다. 도 8의 예시적인 프로세스 어레이는 바람직하게는 화살표(302) 방향으로 반경(301) 상에 또는 그 부근에 위치될 수 있는 회전축 중심으로의 회전을 위해 설계된 처리 장치에 제공된다. 회전축을 중심으로 회전될 때, 프로세스 어레이의 특징부는 대체로 아치형 화살표(304)에 의해 표시된 방향으로 진행할 것이다. 대안적으로, 도 8의 프로세스 어레이는 화살표(302)가 상류 방향을 나타내는, 즉 프로세스 어레이에 작용하는 중력 방향의 반대 방향인(중력의 방향이 하류 방향인 경우) 비회전 중력 기반 장치에서 사용될 수 있다.Another exemplary process array that may be provided to the processing apparatus according to the present invention is shown in FIG. 8. The example process array of FIG. 8 is preferably provided in a processing apparatus designed for rotation about an axis of rotation that may be located on or near the radius 301 in the direction of the arrow 302. When rotated about the axis of rotation, the features of the process array will generally travel in the direction indicated by the arcuate arrow 304. Alternatively, the process array of FIG. 8 may be used in a non-rotating gravity based device in which the arrow 302 indicates an upstream direction, ie opposite the direction of gravity acting on the process array (when the direction of gravity is downstream). have.

예시적인 프로세스 어레이는 도관(332)을 통해 제2 챔버(360)와 연결되는 제1 챔버(340)를 포함한다. 제1 챔버(340)와 제2 챔버(360)는 바람직하게는 상류 방향 및 하류 방향을 한정하도록 처리 장치 상에 배열될 수 있다. 상류 방향은 제2 챔버(360)로부터 제1 챔버(340)를 향해 이동할 때의 방향이다(일반적인 방향이 화살표(302)에 의해 표시됨). 하류 방향은 제1 챔버(340)로부터 제2 챔버(360)를 향해 이동할 때의 방향이다. 상류 및 하류 방향은 이러한 어레이가 회전 시스템의 경우에 위치되거나 중력 시스템에서 중력과 정렬되는 처리 장치의 중심과 실질적으로 반경방향으로 정렬되는 것이 바람직할 수 있다.The example process array includes a first chamber 340, which is connected with the second chamber 360 through a conduit 332. The first chamber 340 and the second chamber 360 may preferably be arranged on the processing apparatus to define the upstream and downstream directions. The upstream direction is the direction when moving from the second chamber 360 toward the first chamber 340 (the general direction is indicated by arrow 302). The downstream direction is a direction when moving from the first chamber 340 toward the second chamber 360. It may be desirable for the upstream and downstream directions to be substantially radially aligned with the center of the processing device such array is located in the case of a rotating system or aligned with gravity in the gravity system.

제1 챔버(340)는 바람직하게는 개방될 때까지 유체가 도관(332) 내로 통과하는 것을 방지하는 일회용 밸브(342)를 바람직하게 포함한다. 밸브(342)는 도 7과 관련하여 상기 논의된 바와 같은 쑥 내미는 밸브 립의 형태를 취할 수 있다. 제1 챔버(340)는 프로세스 어레이를 포함하는 처리 장치가 회전축을 중심으로 회전되거나 중력을 받을 때 물질이 그 내부로 이동되는 반경방향 말단 또는 하류 단부(345)를 포함한다. 제1 챔버(340)는 또한 바람직하게는 분석물이 통과하여 제1 챔버(340) 내로 도입될 수 있는 로딩 구조체(330)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 제1 챔버(340)는 또한 처리에 사용될 수 있는 선택적 시약(341)을 포함한다.First chamber 340 preferably includes a disposable valve 342 that prevents fluid from passing into conduit 332 until open. The valve 342 may take the form of a bulging valve lip as discussed above with respect to FIG. 7. The first chamber 340 includes a radial end or downstream end 345 through which material is moved therein when a processing device including a process array is rotated about a rotation axis or subjected to gravity. The first chamber 340 also preferably includes a loading structure 330 through which the analyte can be introduced into the first chamber 340. In the illustrated embodiment, the first chamber 340 also includes an optional reagent 341 that can be used for processing.

제2 챔버(360)는 바람직하게는 제2 챔버(360) 내에 위치되는 분석물 또는 다른 물질의 온도를 변화시키기 위해 열적으로 제어되는, 예를 들어 가열 및/또는 냉각될 수 있는 처리 장치의 영역(350)에 위치될 수 있다. 처리 장치가 원형 디스크의 형태인 경우, 영역(350)은 바람직하게는 환형 링의 형태(그의 아치형 부분이 도 8에 도시됨)일 수 있다. 결과로서, 제2 챔버(360)는, 예를 들어 등온 공정, 2개 이상의 상이한 온도 사이의 열 사이클링을 필요로 하는 공정(예를 들어, PCR 등) 등과 같이 열 제어를 필요로 하는 분석물을 처리하기 위해 사용될 수 있다. 도시된 제2 챔버(360)는 처리와 관련하여 사용될 수 있는 선택적 시약(361)을 포함한다.The second chamber 360 is preferably an area of the processing device that can be thermally controlled, eg, heated and / or cooled, to change the temperature of the analyte or other material located within the second chamber 360. 350 may be located. If the processing apparatus is in the form of a circular disk, the region 350 may preferably be in the form of an annular ring, the arcuate portion of which is shown in FIG. 8. As a result, the second chamber 360 may provide analytes that require thermal control, such as, for example, isothermal processes, processes that require thermal cycling between two or more different temperatures (eg, PCR, etc.). Can be used for processing. The second chamber 360 shown includes an optional reagent 361 that can be used in connection with the treatment.

도 8에 도시된 프로세스 어레이는 또한 제1 챔버(340)를 통한 유체의 열 전달을 돕는 열 전달 구조체를 포함한다. 도 8에 도시된 예시적인 실시예에서, 열 전달 구조체는 전달 도관(362)을 통해 제1 챔버(340)와 유체 연통하는 열 구동 챔버(370)를 포함한다. 열 구동 챔버(370)는 바람직하게는 처리 장치 상의 열 제어 영역(350) 내에 위치될 수 있다.The process array shown in FIG. 8 also includes a heat transfer structure that facilitates heat transfer of the fluid through the first chamber 340. In the example embodiment shown in FIG. 8, the heat transfer structure includes a heat drive chamber 370 in fluid communication with the first chamber 340 via a transfer conduit 362. The thermal drive chamber 370 may preferably be located within the thermal control area 350 on the processing apparatus.

사용시, 도시된 열 전달 구조체는 유체를 제1 챔버(340)로부터 전달 도관(362) 및 구동 챔버(370) 내로 전달하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 열 구동 챔버(370)는 제1 챔버(340)로부터 제거된 유체를 위한 저장소로서 기능할 수 있다(또한, 열 전달을 수행하기 위해 사용되는 체류 유체를 제공함). 열 구동 챔버(370)는 제1 챔버(340)로부터의 다수의 유체 전달을 수용하기에 충분히 큰 체적을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 열 구동 챔버(370)의 체적은, 예를 들어 바람직하게는 제1 챔버(340)의 체적 이상일 수 있다.In use, the illustrated heat transfer structure can be used to transfer fluid from the first chamber 340 into the delivery conduit 362 and the drive chamber 370. Thus, the heat drive chamber 370 can function as a reservoir for fluid removed from the first chamber 340 (also provides a retention fluid used to perform heat transfer). It may be desirable for the thermal drive chamber 370 to have a volume large enough to accommodate multiple fluid transfers from the first chamber 340. The volume of the thermal drive chamber 370 may be, for example, preferably greater than or equal to the volume of the first chamber 340.

분석물(또는 다른 유체)의 열 전달은 도 6에 도시된 프로세스 어레이와 관련하여 상기 논의된 원리에 따라 달성될 수 있다. 도 6의 프로세스 어레이의 전달 도관(262)에서와 같이, 전달 도관(362)은 (제1 챔버(340)로부터 열 구동 챔버(370)를 향해 이동할 때) 전달 도관(362)의 일부가 전달 포트와 열 구동 챔버(370) 사이의 상류 방향으로 진행하는 유체 트랩(363)을 또한 포함한다. 그러한 유체 트랩(363)은 유체가 프로세스 어레이를 포함하는 장치의 회전에 의해 또는 중력의 영향 하에서 제1 챔버(340)로부터 열 구동 챔버(370)로 이동하는 것을 효과적으로 방지한다.Heat transfer of the analyte (or other fluid) may be accomplished according to the principles discussed above in connection with the process array shown in FIG. 6. As in the transfer conduit 262 of the process array of FIG. 6, the delivery conduit 362 has a portion of the delivery conduit 362 (when moving from the first chamber 340 toward the thermal drive chamber 370). And a fluid trap 363 running upstream between the heat drive chamber 370. Such a fluid trap 363 effectively prevents fluid from moving from the first chamber 340 to the thermal drive chamber 370 by rotation of the device comprising the process array or under the influence of gravity.

유체 트랩(363)이 챔버(340) 내에 위치된 임의의 유체의 높이보다 반경방향으로 더 높은(즉, 회전축에 더 가깝게 또는 상류의) 높이에 도달하여, 장치의 회전(또는 중력)만에 의해 챔버(340) 내의 분석물이 유체 트랩(363)을 지나 그리고 열 구동 챔버(370) 내로 이동되지 않는 것이 바람직할 수 있다. 유체 트랩(363)의 높이는, 예를 들어 챔버(340) 내의 유체의 최대 높이, 전달 도관(362)의 크기, 프로세스 어레이를 구성하기 위해 사용된 재료의 소수성/친수성 등을 비롯한 다양한 요인에 따라 변동될 수 있다.The fluid trap 363 reaches a height that is radially higher (ie, closer to or upstream of the axis of rotation) than the height of any fluid located within the chamber 340, so that only by the rotation (or gravity) of the device It may be desirable for the analyte in chamber 340 not to move past fluid trap 363 and into thermal drive chamber 370. The height of the fluid trap 363 may vary depending on various factors, including, for example, the maximum height of the fluid in the chamber 340, the size of the delivery conduit 362, the hydrophobicity / hydrophilicity of the materials used to construct the process array, and the like. Can be.

유체 트랩(363)이 챔버(340)의 높이(챔버(340)의 높이는 그의 반경방향 말단 또는 하류 단부(345)로부터 그의 반경방향 기단 또는 상류 단부 - 즉, 회전축에 가장 가깝게 위치된 단부-까지 측정됨)의 적어도 25% 이상인 높이(챔버(340)의 반경방향 말단 또는 하류 단부(345)로부터 상류 방향으로 측정됨)에 도달하는 것이 바람직할 수 있다. 대안적으로, 전달 도관(362) 내의 유체 트랩(363)은 바람직하게는 챔버(340)의 높이의 적어도 50% 이상인 높이에 도달할 수 있다. 또 다른 대안에서, 전달 도관(362) 내의 유체 트랩(363)은 바람직하게는 챔버(340)의 높이의 적어도 75% 이상인 높이에 도달할 수 있다. 또 다른 대안에서, 전달 도관(362) 내의 유체 트랩(363)은 바람직하게는 챔버(340)의 높이의 적어도 90% 이상인 높이에 도달할 수 있다.The fluid trap 363 measures the height of the chamber 340 (the height of the chamber 340 is from its radial end or downstream end 345 to its radial proximal or upstream end, ie, the end located closest to the axis of rotation). It may be desirable to reach a height that is at least 25% or greater (measured in the upstream direction from the radial end or downstream end 345 of chamber 340). Alternatively, fluid trap 363 in delivery conduit 362 may reach a height that is preferably at least 50% or more of the height of chamber 340. In another alternative, the fluid trap 363 in the delivery conduit 362 may reach a height that is preferably at least 75% or more of the height of the chamber 340. In another alternative, the fluid trap 363 in the delivery conduit 362 may reach a height that is preferably at least 90% or more of the height of the chamber 340.

제1 챔버(340)로부터 전달될 임의의 유체는 전달 도관(362)이 제1 챔버(340)에 연결되는 전달 포트에서 또는 그 상류에서(즉, 회전축에 더 가깝게) 챔버(340) 내에 위치되는 것이 바람직할 수 있다. 처리 장치가 밸브(342)가 폐쇄된 동안 상기 논의된 바와 같이 회전축을 중심으로 회전하고 있는 경우, 원심력은 제1 챔버(340) 내의 유체를 제1 챔버(340)의 반경방향 말단 또는 하류 단부(345)를 향해 이동시킬 것이어서, 전달 도관(362)이 제1 챔버(340)에 연결되는 전달 포트는 유체에 의해 덮인다. 시스템이 회전하고 있지 않은 경우, 중력은 제1 챔버(340)의 하류 단부(345)를 향해 유체를 이동시키기 위해 사용될 수 있다. 그 결과는 전달 도관(362)으로부터 제1 챔버(340) 내로 가압되는 임의의 체류 유체가 바람직하게는 제2 챔버(340) 내의 분석물을 통과하는 것이다.Any fluid to be delivered from the first chamber 340 is located in the chamber 340 at or upstream of the delivery port to which the delivery conduit 362 is connected to the first chamber 340 (ie, closer to the axis of rotation). It may be desirable. When the processing device is rotating about an axis of rotation as discussed above while the valve 342 is closed, the centrifugal force causes the fluid in the first chamber 340 to displace the radial or downstream end of the first chamber 340. Will be moved toward 345 such that the delivery port to which the delivery conduit 362 is connected to the first chamber 340 is covered by the fluid. If the system is not rotating, gravity can be used to move the fluid toward the downstream end 345 of the first chamber 340. The result is that any retaining fluid that is pressurized from the delivery conduit 362 into the first chamber 340 preferably passes through the analyte in the second chamber 340.

도 8은 입력 챔버(340)의 측면 내로의 전달 도관(362)의 입구 포트의 위치 선정을 도시한다. 피펫 계량 후, 도 8의 프로세스 어레이가 정지되거나 느려질 때, 유체 매니스커스(meniscus)는 표면 에너지에 의해 상승할 수 있으며(즉, 화살표(302)의 방향으로), 이때 유체 매니스커스는 전달 도관(362) 내로 입력 포트 위에서 연장한다. 그러한 상황에서, 입력 챔버(340) 내의 유체는 모세관 작용에 의해 전달 도관(362) 내로 이동할 수 있다(즉, 유체의 측방향 표면은 챔버(340) 내에서 상향으로 만곡됨). 전달 도관(362) 내로 이어지는 입력 포트에 대한 대안적인 위치 선정은 챔버(340) 내에서 더 중심일 것이어서(즉, 화살표(302) 방향으로), 회전이 느려질 때 표면 에너지는 전달 도관(362)으로 이어지는 입력 포트로부터 멀어지도록 유체 매니스커스를 당길 것이다.8 illustrates the positioning of the inlet port of the delivery conduit 362 into the side of the input chamber 340. After pipette metering, when the process array of FIG. 8 is stopped or slowed, the fluid meniscus may rise by surface energy (ie, in the direction of arrow 302), where the fluid meniscus is transferred to the delivery conduit. Extends above the input port into 362. In such a situation, the fluid in the input chamber 340 may move into the delivery conduit 362 by capillary action (ie, the lateral surface of the fluid is curved upwards in the chamber 340). Alternative positioning for the input port leading into the delivery conduit 362 will be more centered within the chamber 340 (ie, in the direction of the arrow 302), so that surface energy is transferred to the delivery conduit 362 when rotation is slowed. The fluid meniscus will be pulled away from the subsequent input port.

몇몇 실시예에서, 회전이 느려지거나 정지될 때 열 구동 챔버(370) 내에서 소량의 열을 유지하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 불필요한 유체가 전달 도관(362) 내로 진입할 가능성을 방지 또는 감소시키는 양의 외향 압력을 잠재적으로 제공할 수 있다.In some embodiments, it may be desirable to maintain a small amount of heat in the thermal drive chamber 370 when rotation is slowed or stopped. This can potentially provide an amount of outward pressure that prevents or reduces the likelihood of unnecessary fluid entering the delivery conduit 362.

또 다른 실시예에서, 회전이 정지되거나 느려진 때 트랩 채널(363) 내로 진입하였을 수 있는 임의의 유체를 수집하기 위해 유체 트랩 채널(363)의 상류 섹션(즉, 화살표(302) 방향으로 가장 먼 트랩 채널(363)의 섹션)에 팽창 챔버를 배치하는 것이 바람직할 수 있다. 회전이 재개될 때, 임의의 그러한 팽창 챔버 내에 수집된 유체는 이어서 입력 챔버(340) 내로 다시 이동될 것이다. 추가로, 유체 트랩 채널(363) 내의 팽창 챔버 또는 다른 기하학적 형상은 또한 불필요한 모세관 유동 및 입력 챔버(340)로부터의 유체의 사이퍼닝(siphoning)을 방지하거나 또는 적어도 정지시키는 것을 도울 수 있는 공기 갭을 도입함으로써 유체 채널의 연속성을 분리시키는 기능을 할 수 있다.In another embodiment, the trap furthest away in the upstream section of the fluid trap channel 363 (ie, arrow 302) to collect any fluid that may have entered the trap channel 363 when the rotation has stopped or slowed down. It may be desirable to place the expansion chamber in a section of channel 363. When rotation resumes, fluid collected in any such expansion chamber will then be moved back into input chamber 340. In addition, the expansion chamber or other geometry in the fluid trap channel 363 also creates an air gap that may help prevent or at least stop the unwanted capillary flow and siphoning of the fluid from the input chamber 340. The introduction can serve to separate the continuity of the fluid channel.

매니스커스 높이, 배출 높이, 채널 치수, 유체 점도, 유체 접촉각, 회전 가속도, 차압, 유체 속도 및 유체 밀도는 모두 열 구동 챔버(370) 내로의 입력 챔버(340)의 프라이밍 또는 사이퍼닝을 제어하는 것에 기여할 수 있다. 도 8의 프로세스 어레이가 회전하고 있을 때, 전달 도관(362) 및 유체 트랩(363) 섹션이 입력 챔버(340) 내의 유체의 표면보다 낮게 유체로 충전되면, 입력 챔버(370) 내의 유체는 사이퍼닝에 의해 비워질 것이다. 따라서, 유체 구동 챔버(370)는 차압에 의해 그리고 사이퍼닝에 의해 충전된다.The meniscus height, discharge height, channel dimensions, fluid viscosity, fluid contact angle, rotational acceleration, differential pressure, fluid velocity and fluid density all control priming or siphoning of the input chamber 340 into the thermal drive chamber 370. Can contribute to When the process array of FIG. 8 is rotating, if the delivery conduit 362 and the fluid trap 363 section are filled with fluid lower than the surface of the fluid in the input chamber 340, the fluid in the input chamber 370 is siphoned. Will be emptied by Thus, the fluid drive chamber 370 is filled by differential pressure and by siphoning.

도 8의 예시적인 프로세스 어레이에 도시된 다른 선택적인 특징부는 도관(382)을 통해 제1 챔버(340)와 유체 연통하여 배치될 수 있는 제3 챔버(380)를 포함한다. 도관(382)은 제2 챔버(340)의 중간 지점에서 제1 챔버(340)와 연결되는 것으로 도시되어 있다. 도관(382)은 대안적으로 챔버(340)의 높이를 따라 임의의 선택된 위치에서 제1 챔버(340)에 연결될 수 있다(이 경우, 챔버의 높이는 상류 및 하류 단부들 사이에서 결정됨).Another optional feature shown in the example process array of FIG. 8 includes a third chamber 380 that can be placed in fluid communication with the first chamber 340 via a conduit 382. Conduit 382 is shown connected with the first chamber 340 at an intermediate point of the second chamber 340. Conduit 382 may alternatively be connected to first chamber 340 at any selected location along the height of chamber 340 (in which case the height of the chamber is determined between the upstream and downstream ends).

도 8의 예시적인 프로세스 어레이와 관련하여 도시된 다른 선택적인 특징부는 제3 챔버(380)로부터 도관(382) 내로의 유체의 유동을 제어하기 위해 사용되는 일회용 밸브 구조체(386)이다. 도시된 프로세스 어레이에서, 밸브 구조체는 제3 챔버(380)의 체적 내로 연장하는 밸브 립의 형태를 취하며, 밸브 립은 (도 6에 도시된 프로세스 어레이와 관련하여 설명된 밸브 구조체와 유사하게) 유체가 제3 챔버(380)로부터 도관(382) 내로 유동하게 하도록 개구(387)가 형성될 수 있는 밸브 격벽을 포함한다.Another optional feature shown in connection with the example process array of FIG. 8 is a disposable valve structure 386 used to control the flow of fluid from the third chamber 380 into the conduit 382. In the illustrated process array, the valve structure takes the form of a valve lip extending into the volume of the third chamber 380, which valve lip (similar to the valve structure described in connection with the process array shown in FIG. 6). An opening 387 may be formed to allow fluid to flow from the third chamber 380 into the conduit 382.

제3 챔버(380)에 추가하여, 프로세스 어레이는 또한 제3 챔버(380)로부터의 유체가 사용 동안 수집될 수 있는 부챔버(388)를 포함할 수 있다. 부챔버(388) 내에 수집된 유체는 중간 챔버(390) 내로 전달될 수 있다. 중간 챔버(390)로의 유체의 전달에 대한 제어는 일회용 밸브(389)에 의해 제공될 수 있다.In addition to the third chamber 380, the process array can also include a subchamber 388 through which fluid from the third chamber 380 can be collected during use. Fluid collected in subchamber 388 may be delivered into intermediate chamber 390. Control of the delivery of fluid to the intermediate chamber 390 may be provided by the disposable valve 389.

예를 들어, (부챔버(388)가 유체로 충전된 후) 밸브(389)가 개방될 때, 부챔버(388)로부터의 유체는 바람직하게는 하나 이상의 시약(391)을 포함할 수 있는 중간 챔버(390)로 진입할 수 있다. 시약(391)은 바람직하게는 부챔버(388)로부터의 유체와 반응하거나 그에 의해 흡수될 수 있다. 선택된 시간에, 중간 챔버(390) 내의 일회용 밸브(392)가 개방될 수 있다. 밸브(392)가 개방될 때, 중간 챔버 내의 유체는 프로세스 도관(332)과 유체 연통하는 도관(393)을 통해 제2 챔버(360)로 전달될 수 있다.For example, when the valve 389 is opened (after the subchamber 388 is filled with fluid), the fluid from the subchamber 388 is preferably intermediate, which may include one or more reagents 391. The chamber 390 may be entered. Reagent 391 may preferably react with or be absorbed by the fluid from subchamber 388. At a selected time, the disposable valve 392 in the intermediate chamber 390 can be opened. When the valve 392 is opened, fluid in the intermediate chamber may be delivered to the second chamber 360 through a conduit 393 in fluid communication with the process conduit 332.

본 발명에 따른 처리 장치에 제공될 수 있는 또 다른 예시적인 프로세스 어레이가 도 9에 도시되어 있다. 도 9의 예시적인 프로세스 어레이는 바람직하게는 화살표(402) 방향으로 반경(401) 상에 또는 그 부근에 위치될 수 있는 회전축 중심으로의 회전을 위해 설계된 처리 장치에 제공된다. 회전축을 중심으로 회전될 때, 프로세스 어레이의 특징부는 대체로 아치형 화살표(404)에 의해 표시된 방향으로 진행할 것이다. 대안적으로, 도 9의 프로세스 어레이는 화살표(402)가 상류 방향을 나타내는, 즉 프로세스 어레이에 작용하는 중력 방향의 반대 방향인(중력의 방향이 하류 방향인 경우) 비회전 중력 기반 장치에서 사용될 수 있다.Another exemplary process array that may be provided to the processing apparatus according to the present invention is shown in FIG. 9. The exemplary process array of FIG. 9 is preferably provided in a processing apparatus designed for rotation about an axis of rotation that may be located on or near the radius 401 in the direction of the arrow 402. When rotated about the axis of rotation, the features of the process array will generally travel in the direction indicated by the arcuate arrow 404. Alternatively, the process array of FIG. 9 may be used in a non-rotating gravity based device in which the arrow 402 represents an upstream direction, i.e., opposite the direction of gravity acting on the process array (when the direction of gravity is downstream). have.

도 9의 예시적인 프로세스 어레이는 도 8에 도시된 프로세스 어레이와 많은 점에서 유사하고, 제1 챔버(440), 제1 챔버(340)에서 확인되는 시약(441), 로딩 구조체(430), 일회용 밸브(442) 및 하류 단부(445)와 같은 특징부를 포함한다. 추가로, 도 9의 프로세스 어레이는 또한 프로세스 도관(432)에 의해 제1 챔버(440)에 연결되는 제2 챔버(460)뿐만 아니라, 개구(487)가 도관(482)을 통해 제1 챔버(440)로 유체를 전달하도록 형성될 수 있는 밸브 구조체(486) 및 제3 챔버(480)를 포함한다.The example process array of FIG. 9 is similar in many respects to the process array shown in FIG. 8, and includes a first chamber 440, a reagent 441 identified in the first chamber 340, a loading structure 430, a single use Features such as valve 442 and downstream end 445. In addition, the process array of FIG. 9 also has a second chamber 460 connected to the first chamber 440 by a process conduit 432, as well as an opening 487 through the conduit 482. A valve structure 486 and a third chamber 480 can be formed to deliver fluid to 440.

또한 도 8의 프로세스 어레이와 유사하게, 도 9의 프로세스 어레이는 또한 열 구동 챔버(470)를 제1 챔버(440)에 연결하는 전달 도관(462)을 포함한다. 열 구동 챔버(470)는 바람직하게는 프로세스 어레이가 본 발명의 원리에 따라 열 전달을 수행하기 위해 필요한 열 제어를 제공하도록 위치된 처리 장치의 열 제어 영역 내에 위치된다. 전달 도관(462)은 처리 장치의 회전 또는 중력만을 통해 제1 챔버(440)로부터 열 구동 챔버(470)로 유체가 이동하는 것을 방지하는 유체 트랩(463)을 포함한다.Also similar to the process array of FIG. 8, the process array of FIG. 9 also includes a transfer conduit 462 that connects the thermal drive chamber 470 to the first chamber 440. The thermal drive chamber 470 is preferably located within a thermal control region of the processing apparatus in which the process array is positioned to provide the thermal control necessary to perform heat transfer in accordance with the principles of the present invention. The delivery conduit 462 includes a fluid trap 463 that prevents fluid from moving from the first chamber 440 to the heat drive chamber 470 only through the rotation or gravity of the processing device.

도 9의 프로세스 어레이에 도시된 추가의 특징부는 전달 도관(462)을 따라 위치된 밸브(472)이다. 밸브(472)는 열 전달 기능의 활성화를 제어하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 밸브(472)가 폐쇄된 경우, 열 구동 챔버(470) 내의 체류 유체의 가열 또는 냉각은 제1 챔버(440)로부터 유체를 당기거나 이동시키는 기능을 하지 않을 것이다. 밸브(472)의 정확한 위치는 중요하지 않은데, 이는 다만 제1 챔버(440)와 열 구동 챔버(470) 사이에 위치되어야 한다. 밸브(472)는 본 명세서에 설명된 것과 유사한 일회용 밸브일 수 있다.A further feature shown in the process array of FIG. 9 is a valve 472 located along the delivery conduit 462. The valve 472 can be used to control the activation of the heat transfer function. For example, when valve 472 is closed, heating or cooling of the retention fluid in thermal drive chamber 470 will not function to pull or move fluid from first chamber 440. The exact position of the valve 472 is not critical, but it must be located between the first chamber 440 and the thermal drive chamber 470. Valve 472 may be a disposable valve similar to that described herein.

도 9의 프로세스 어레이와 도 8의 프로세스 어레이의 다른 차이점은 도 9의 프로세스 어레이가 도 8의 프로세스 어레이의 부챔버 및 중간 챔버를 포함하지 않는 것이다. 그러나, 도 9의 프로세스 어레이는 제2 챔버(460)에서와 같이 열 제어 영역(450) 내에 위치된 제3 챔버(490)를 포함한다. 제2 챔버(460)는 그 내부에 위치된 선택적 시약(461)을 포함한다. 제3 챔버(490)는 또한 그 내부에 위치된 선택적 시약(491)을 포함한다. 제3 챔버(490)는 또한 일회용 밸브(462) 및 도관(492)을 통해 제2 챔버(460)에 연결된다. 도 9의 프로세스 어레이가 위치된 처리 장치의 회전 또는 중력은 바람직하게는 유체를 제2 챔버(460)로부터 제3 챔버(490)로 이동시킬 것이며, 여기서 제3 챔버(490)는 제2 챔버(460)의 하류에 위치된다.Another difference between the process array of FIG. 9 and the process array of FIG. 8 is that the process array of FIG. 9 does not include a subchamber and an intermediate chamber of the process array of FIG. 8. However, the process array of FIG. 9 includes a third chamber 490 located within the thermal control region 450 as in the second chamber 460. The second chamber 460 includes an optional reagent 461 located therein. The third chamber 490 also includes an optional reagent 491 located therein. Third chamber 490 is also connected to second chamber 460 via disposable valve 462 and conduit 492. Rotation or gravity of the processing device in which the process array of FIG. 9 is located will preferably move fluid from the second chamber 460 to the third chamber 490, where the third chamber 490 is a second chamber ( Located downstream of 460.

또 다른 예시적인 프로세스 어레이가 도 10과 관련하여 도시되어 있으며, 이는 본 발명의 프로세스 어레이의 다른 선택적인 특징부를 도시한다. 도 10의 예시적인 프로세스 어레이는 바람직하게는 화살표(502) 방향으로 반경(501) 상에 또는 그 부근에 위치될 수 있는 회전축 중심으로의 회전을 위해 설계된 처리 장치에 제공된다. 회전축을 중심으로 회전될 때, 프로세스 어레이의 특징부는 대체로 아치형 화살표(504)에 의해 표시된 방향으로 진행할 것이다. 대안적으로, 도 10의 프로세스 어레이는 화살표(502)가 상류 방향을 나타내는, 즉 프로세스 어레이에 작용하는 중력 방향의 반대 방향인(중력의 방향이 하류 방향인 경우) 비회전 중력 기반 장치에서 사용될 수 있다.Another exemplary process array is shown in connection with FIG. 10, which illustrates another optional feature of the process array of the present invention. The exemplary process array of FIG. 10 is preferably provided in a processing apparatus designed for rotation about an axis of rotation that may be located on or near radius 501 in the direction of arrow 502. When rotated about the axis of rotation, the features of the process array will generally travel in the direction indicated by the arcuate arrow 504. Alternatively, the process array of FIG. 10 may be used in a non-rotating gravity based device in which the arrow 502 indicates an upstream direction, i.e., opposite the direction of gravity acting on the process array (when the direction of gravity is downstream). have.

도 10의 예시적인 프로세스 어레이는 도 8 및 도 9에 도시된 프로세스 어레이와 많은 점에서 유사하고, 제1 챔버(540), 제1 챔버(540)에서 확인되는 로딩 구조체(530), 일회용 밸브(542) 및 하류 단부(545)와 같은 특징부를 포함한다. 추가로, 도 10의 프로세스 어레이는 또한 프로세스 도관(532)에 의해 제1 챔버(540)에 연결된 제2 챔버(560)를 포함한다.The example process array of FIG. 10 is similar in many respects to the process arrays shown in FIGS. 8 and 9, and includes a first chamber 540, a loading structure 530 identified in the first chamber 540, a disposable valve ( 542 and downstream end 545. In addition, the process array of FIG. 10 also includes a second chamber 560 connected to the first chamber 540 by a process conduit 532.

또한, 도 8 및 도 9의 프로세스 어레이와 유사하게, 도 10의 프로세스 어레이는 또한 제1 챔버(540)를 한 쌍의 열 구동 챔버(570a, 570b)에 연결시키는 전달 도관(562)을 포함한다. 전달 도관(562)은 또한 그 뒤에서 전달 도관(562)이 전달 도관(562a, 562b)으로 분기되는 유체 트랩(563)을 포함한다. 열 구동 챔버(570a, 570b) 둘 모두는 바람직하게는 열 제어 영역(550)에 위치된다.In addition, similar to the process arrays of FIGS. 8 and 9, the process array of FIG. 10 also includes a transfer conduit 562 that connects the first chamber 540 to a pair of thermal drive chambers 570a, 570b. . Delivery conduit 562 also includes a fluid trap 563 thereafter branching delivery conduit 562 to delivery conduits 562a and 562b. Both thermal drive chambers 570a and 570b are preferably located in thermal control region 550.

전달 도관(562a, 562b) 각각은 바람직하게는 열 구동 챔버(570a, 570b) 내로 그리고 그로부터의 유체의 유동을 제어하는 밸브(572a, 572b)를 (각각) 포함할 수 있다. 밸브(572a, 572b)는 바람직하게는 본 명세서에 설명된 바와 같은 일회용 밸브의 형태를 취할 수 있다. 몇몇 경우에, 열 구동 챔버 중 하나는 밸브에 의해 제1 챔버(540)로부터 격리되지 않을 수 있으며, 추가의 열 구동 챔버는 밸브를 사용하여 격리될 수 있다. 또한, 비록 2개의 열 구동 챔버만이 도 10의 프로세스 어레이에 도시되었지만, 3개 이상의 열 구동 챔버가 필요한 경우 제공될 수 있다. 다수의 열 구동 챔버가 제공되는 다른 변형에서, 열 구동 챔버 각각은 (도 10에 도시된 바와 같이 도관(562)을 분기시키는 대신에) 전용 전달 도관을 사용하여 챔버(540)에 연결될 수 있다.Each of the delivery conduits 562a, 562b may preferably include valves 572a, 572b (respectively) that control the flow of fluid into and from the thermal drive chambers 570a, 570b. The valves 572a, 572b may preferably take the form of a disposable valve as described herein. In some cases, one of the thermal drive chambers may not be isolated from the first chamber 540 by a valve, and additional thermal drive chambers may be isolated using a valve. Also, although only two thermal drive chambers are shown in the process array of FIG. 10, three or more thermal drive chambers may be provided if desired. In another variation where multiple heat drive chambers are provided, each of the heat drive chambers may be connected to the chamber 540 using dedicated delivery conduits (instead of branching the conduits 562 as shown in FIG. 10).

본 발명의 처리 장치의 프로세스 어레이와 관련한 시약의 사용은 선택적인데, 즉 본 발명의 처리 장치는 프로세스 어레이 챔버 내에 임의의 시약을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 다른 변형에서, 여러 프로세스 어레이 내의 챔버들 중 몇몇은 시약을 포함할 수 있지만, 나머지는 그렇지 않을 수 있다. 또 다른 변형에서, 여러 챔버들이 상이한 시약을 포함할 수 있다. 또한, 챔버 구조체의 내부는 시약을 점착을 제어하기 위해 코팅되거나 달리 처리될 수 있다.The use of reagents in connection with the process array of the processing apparatus of the present invention is optional, ie the processing apparatus of the present invention may or may not include any reagents in the process array chamber. In other variations, some of the chambers in the various process arrays may include reagents, while others may not. In another variation, the various chambers may comprise different reagents. In addition, the interior of the chamber structure may be coated or otherwise treated to control the adhesion of reagents.

본 발명의 처리 장치에 사용되는 프로세스 어레이는 바람직하게는 "비통기식"(unvented)일 수 있다. 본 발명과 관련하여 사용되는 바와 같이, "비통기식 프로세스 어레이"는 프로세스 어레이 내로 이어지는 개구만이 로딩 구조체, 예를 들어 로딩 챔버 내에 위치되는 프로세스 어레이(즉, 적어도 2개의 접속된 챔버)이다. 다시 말하면, 비통기식 프로세스 어레이의 프로세스 어레이 내의 챔버에 도달하기 위해, 분석물은 로딩 구조체로 또는 챔버 내로 직접 운반되어야 한다. 유사하게, 분석물의 로딩 전에 프로세스 어레이 내에 위치된 임의의 공기 또는 다른 유체는 또한 로딩 구조체를 통해 프로세스 어레이로부터 방출하여야 한다. 대조적으로, 통기식(vented) 프로세스 어레이는 로딩 구조체의 외측에 적어도 하나의 개구를 포함할 것이다. 그러한 개구는 로딩 전에 프로세스 어레이 내에 위치된 임의의 공기 또는 다른 유체의 방출을 허용할 것이다.The process array used in the processing apparatus of the present invention may preferably be "unvented". As used in connection with the present invention, a “non-breathable process array” is a process array (ie, at least two connected chambers) in which only openings leading into the process array are located in the loading structure, eg the loading chamber. In other words, to reach the chamber within the process array of the non-breathable process array, the analyte must be transported directly into or into the loading structure. Similarly, any air or other fluid located within the process array prior to loading of the analyte must also be released from the process array through the loading structure. In contrast, the vented process array will include at least one opening on the outside of the loading structure. Such openings will allow the release of any air or other fluid located within the process array prior to loading.

비통기식 프로세스 어레이를 포함하는 처리 장치를 통해 분석물을 이동시키는 것은 회전 동안 장치를 교번식으로 가속 및 감속시킴으로써, 본질적으로 도관 및 챔버를 통해 분석물을 버핑(burping)함으로써 회전 시스템에서 (본 명세서에 설명된 열 전달 기술에 추가하여) 촉진될 수 있다. 회전은 적어도 2회의 가속/감속 사이클, 즉 초기 가속, 이어서 감속, 제2 회의 가속 및 제2 회의 감속을 사용하여 수행될 수 있다. 가속 및/또는 감속이 신속한 경우, 더욱 유용할 수 있다. 회전은 또한 바람직하게는 단지 한 방향일 수 있는데, 즉 로딩 공정 동안 회전 방향을 역전시킬 필요는 없을 수 있다. 그러한 로딩 공정은 분석물이 장치의 회전 중심으로부터 더 멀리 위치된 프로세스 어레이의 부분들 내의 공기를 변위시킬 수 있게 한다. 실제 가속 및 감속 비율은 온도, 장치의 크기, 회전축으로부터의 분석물의 거리, 장치를 제조하기 위해 사용된 재료, 분석물의 특성(예를 들어, 점도) 등과 같은 다양한 요인에 기초하여 변동될 수 있다.Moving an analyte through a processing device comprising a non-breathing process array alternately accelerates and decelerates the device during rotation, essentially buffing the analyte through conduits and chambers in a rotating system (herein In addition to the heat transfer technology described in < RTI ID = 0.0 > Rotation may be performed using at least two acceleration / deceleration cycles, namely initial acceleration, followed by deceleration, second acceleration and second deceleration. If acceleration and / or deceleration is rapid, it may be more useful. The rotation may also preferably be in only one direction, ie it may not be necessary to reverse the direction of rotation during the loading process. Such loading process allows the analyte to displace air in portions of the process array located further from the center of rotation of the device. Actual acceleration and deceleration rates may vary based on various factors such as temperature, size of the device, distance of the analyte from the axis of rotation, material used to manufacture the device, characteristics of the analyte (eg, viscosity), and the like.

비록 도시되지 않았지만, 본 발명의 프로세스 어레이 내의 챔버들은 또한 챔버 내의 물질의 혼합을 돕는 하나 이상의 선택적 혼합 챔버를 포함할 수 있다. 혼합 챔버 및 회전 처리 장치 내에서의 이들의 작동은, 예를 들어 발명의 명칭이 "미세유체 장치 상에서의 샘플 혼합"(SAMPLE MIXING ON A MICROFLUIDIC DEVICE)인 2003년 12월 12일자로 출원된 미국 특허 출원 공개 제2005-0129583 A1호(대리인 관리 번호 59072US002)에 더욱 상세히 설명되어 있을 수 있다. 그러나, 간략하게는, 회전 처리 장치 내의 챔버와 관련하여 제공된 혼합 챔버는 챔버 내의 분석물을 혼합 챔버 내로 그리고 그로부터 이동시켜서 분석물의 혼합을 달성하기 위해 처리 장치의 회전 속도를 변화시킴으로써 작동할 수 있다.Although not shown, the chambers in the process array of the present invention may also include one or more optional mixing chambers that aid in the mixing of materials in the chambers. Their operation in mixing chambers and rotary processing devices is described, for example, in a US patent filed December 12, 2003 entitled "SAMPLE MIXING ON A MICROFLUIDIC DEVICE". Application Publication 2005-0129583 A1 (Agent Control Number 59072US002) may be described in more detail. Briefly, however, a mixing chamber provided in connection with a chamber in a rotary processing device may operate by varying the rotational speed of the processing device to move the analyte in the chamber into and from the mixing chamber to achieve mixing of the analytes.

본 발명의 처리 장치에서의 또 다른 변형이 도 11에 도시되어 있으며, 처리 장치(610)는 프레임(630) 내에 위치된 복수의 프로세스 모듈(620)로부터 구성된다. 프레임(630)은 바람직하게는 중심(612)을 한정하며, 프로세스 모듈(620)은 중심(612) 둘레에 반경방향 어레이로 제공될 수 있다. 프로세스 모듈(620) 각각은 그 내부에 형성된 하나 이상의 프로세스 어레이를 포함할 수 있다. 잠재적으로 유용한 몇몇 프로세스 모듈 및 프레임에 관한 추가 상세 내용은 발명의 명칭이 "모듈형 샘플 처리 장치 키트 및 모듈"(MODULAR SAMPLE PROCESSING APPARATUS KITS AND MODULES)인 2005년 7월 5일자로 출원된 미국 특허 출원 공개 제2007-0007270 A1호(출원 번호 제11/174,756호)에서 확인될 수 있다.Another variation of the processing apparatus of the present invention is shown in FIG. 11, wherein the processing apparatus 610 is constructed from a plurality of process modules 620 located within the frame 630. Frame 630 preferably defines a center 612, and process module 620 may be provided in a radial array around center 612. Each of the process modules 620 may include one or more process arrays formed therein. Further details regarding some potentially useful process modules and frames are described in a US patent application filed on July 5, 2005 entitled MODULAR SAMPLE PROCESSING APPARATUS KITS AND MODULES. Published 2007-0007270 A1 (Application No. 11 / 174,756).

본 명세서 및 첨부된 청구의 범위에 사용되는 바와 같이, 단수형은 그 내용이 명백하게 달리 지시하지 않는 한 복수의 지시 대상을 포함한다. 따라서, 예를 들어 "하나의 열 구동 챔버"에 대한 참조는 (명백하게 달리 지시되지 않는 한) 복수의 열 구동 챔버를 포함하며, "챔버"에 대한 참조는 하나 이상의 챔버 및 당업자에게 알려진 그 등가물에 대한 참조를 포함한다.As used in this specification and the appended claims, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the content clearly dictates otherwise. Thus, for example, a reference to "one heat drive chamber" includes a plurality of heat drive chambers (unless clearly indicated otherwise), and reference to "chamber" may refer to one or more chambers and their equivalents known to those skilled in the art. Contains a reference to

본 명세서에 인용된 모든 참고 문헌 및 간행물은 전체적으로 본 발명에 참고되어 본 명세서에 명백하게 포함된다. 본 발명의 예시적인 실시예가 논의되어 있으며, 본 발명의 범주 내에서의 가능한 변경이 참조되었다. 본 발명에서의 이들 및 다른 변경 및 수정은 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 당업자에게 명백할 것이며, 본 발명은 본 명세서에 기술된 예시적인 실시예로 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명은 이하에 제공되는 청구의 범위 및 그 등가물에 의해서만 제한되어야 한다.All references and publications cited herein are expressly incorporated herein by reference in their entirety. Exemplary embodiments of the invention have been discussed and reference has been made to possible variations within the scope of the invention. These and other changes and modifications in the present invention will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the present invention, and it should be understood that the present invention is not limited to the exemplary embodiments described herein. Accordingly, the present invention should be limited only by the claims and their equivalents provided below.

관련 출원에 대한 상호 참조Cross Reference to Related Application

본 출원은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된, 발명의 명칭이 "미세유체 시스템을 위한 열 전달 방법 및 구조체"(THERMAL TRANSFER METHODS AND STRUCTURES FOR MICROFLUIDIC SYSTEMS)인 2006년 12월 22일자로 출원된 미국 가특허 출원 제60/871,611호에 대해 35 U.S.C. § 119(e) 하의 이득을 주장한다.This application is incorporated by reference in the United States, filed Dec. 22, 2006, entitled THERMAL TRANSFER METHODS AND STRUCTURES FOR MICROFLUIDIC SYSTEMS, which is incorporated herein by reference in its entirety. 35 USC for patent application 60 / 871,611 Insist on benefits under § 119 (e).

Claims (25)

제1 챔버 및 체류 유체를 포함하는 열 전달 구조체를 포함하는 적어도 하나의 프로세스 어레이를 포함하는 처리 장치를 제공하는 단계 - 여기서, 열 전달 구조체는 제1 챔버에 연결된 전달 도관을 포함함 - ;Providing a processing apparatus comprising at least one process array comprising a first chamber and a heat transfer structure comprising a retention fluid, wherein the heat transfer structure comprises a transfer conduit connected to the first chamber; 제1 챔버 내에 분석물을 제공하는 단계;Providing an analyte in the first chamber; 열 전달 구조체 내의 체류 유체의 체적이 증가하여 체류 유체의 제1 부분을 제1 챔버 내로 가압하도록, 열 전달 구조체 내의 체류 유체의 적어도 일부를 가열함으로써 체류 유체의 제1 부분을 전달 도관을 통해 제1 챔버 내의 분석물로 통과시키는 단계; 및The first portion of the retention fluid in the heat transfer structure is heated through the delivery conduit by heating at least a portion of the retention fluid in the heat transfer structure such that the volume of the retention fluid in the heat transfer structure increases to pressurize the first portion of the retention fluid into the first chamber. Passing it through the analyte in the chamber; And 체류 유체의 제1 부분이 제1 챔버로 통과된 후에 열 전달 구조체 내의 가열된 체류 유체를 냉각하는 단계 - 여기서, 열 전달 구조체 내의 체류 유체의 체적이 감소하여 제1 챔버 내의 분석물의 적어도 일부가 전달 도관을 통해 열 전달 구조체 내로 흡인됨 -Cooling the heated dwelling fluid in the heat transfer structure after the first portion of the dwelling fluid has passed into the first chamber, wherein the volume of the dwelling fluid in the heat transfer structure is reduced such that at least a portion of the analyte in the first chamber is delivered. Drawn into the heat transfer structure through the conduit- 를 포함하는, 처리 장치 내의 유체를 전달하기 위한 방법.And a fluid in the processing device. 제1항에 있어서, 열 전달 구조체 내의 체류 유체에 대해 2회 이상의 연속하는 가열 및 냉각 사이클을 수행하는 단계를 추가로 포함하는, 처리 장치 내의 유체를 전달하기 위한 방법.The method of claim 1, further comprising performing at least two consecutive heating and cooling cycles on the retaining fluid in the heat transfer structure. 제1항에 있어서, 체류 유체의 제1 부분을 제1 챔버 내의 분석물로 통과시키는 동안 처리 장치를 회전축을 중심으로 회전시키는 단계를 추가로 포함하며, 상기 회전은 분석물을 제1 챔버의 반경방향 말단부를 향해 이동시키는, 처리 장치 내의 유체를 전달하기 위한 방법.The method of claim 1, further comprising rotating the processing device about an axis of rotation while passing the first portion of the retention fluid to the analyte in the first chamber, wherein the rotation causes the analyte to be radius of the first chamber. Moving fluid toward the distal end thereof. 제3항에 있어서, 전달 도관의 적어도 일부가 제1 챔버의 적어도 일부보다 회전축에 더 가깝게 위치되는, 처리 장치 내의 유체를 전달하기 위한 방법.The method of claim 3, wherein at least a portion of the delivery conduit is located closer to the axis of rotation than at least a portion of the first chamber. 제1항에 있어서, 열 전달 구조체는 전달 도관과 유체 연통하는 트랩 챔버를 포함하며, 열 전달 구조체는 구동 도관을 통해 트랩 챔버와 유체 연통하는 열 구동 챔버를 포함하고, 또한 전달 도관을 통해 열 전달 구조체 내로 흡인된 분석물의 부분이 트랩 챔버 내에 침착되는, 처리 장치 내의 유체를 전달하기 위한 방법.The heat transfer structure of claim 1, wherein the heat transfer structure includes a trap chamber in fluid communication with the transfer conduit, the heat transfer structure includes a heat drive chamber in fluid communication with the trap chamber through the drive conduit, and also through the transfer conduit. And a portion of the analyte drawn into the structure is deposited in the trap chamber. 제5항에 있어서, 트랩 챔버 내의 체류 유체는 직접 가열되지 않는, 처리 장치 내의 유체를 전달하기 위한 방법.The method of claim 5, wherein the retention fluid in the trap chamber is not directly heated. 제5항에 있어서, 처리 장치를 회전축을 중심으로 회전시키는 단계를 추가로 포함하며, 전달 도관 및 구동 도관은 트랩 챔버의 반경방향 기단측 상에서 트랩 챔버에 연결되고, 이로써 처리 장치를 회전시키는 동안 트랩 챔버로 진입하는 유체는 트랩 챔버의 반경방향 말단측을 향해 이동되어 트랩 챔버로 진입하는 유체의 대부분이 구동 도관으로 진입하지 않으며, 트랩 챔버의 반경방향 기단측은 트랩 챔버의 반경방향 말단측보다 회전축에 더 가깝게 위치되는, 처리 장치 내의 유체를 전달하기 위한 방법.6. The method of claim 5, further comprising rotating the processing device about an axis of rotation, wherein the delivery conduit and drive conduit are connected to the trap chamber on the radial proximal side of the trap chamber, thereby trapping the processing device while rotating. The fluid entering the chamber is moved towards the radially distal side of the trap chamber so that most of the fluid entering the trap chamber does not enter the drive conduit, and the radial proximal side of the trap chamber is on the axis of rotation than the radial distal side of the trap chamber. Located closer, the method for delivering fluid within the processing device. 제7항에 있어서, 트랩 챔버로 진입하는 액체의 실질적으로 전부가 구동 도관으로 진입하지 않는, 처리 장치 내의 유체를 전달하기 위한 방법.8. The method of claim 7, wherein substantially all of the liquid entering the trap chamber does not enter the drive conduit. 제1항에 있어서, 처리 장치를 회전축을 중심으로 회전시키는 단계를 추가로 포함하며, 전달 도관은 제1 포트에서 제1 챔버에 연결되고, 제1 포트는 제1 챔버에 의해 점유되는 반경방향 길이를 따른 중간 위치에 배치되며, 반경방향 길이는 회전축으로부터 연장하는 반경을 따라 결정되는, 처리 장치 내의 유체를 전달하기 위한 방법.The method of claim 1, further comprising rotating the processing device about an axis of rotation, wherein the delivery conduit is connected to the first chamber at the first port, the first port being radially occupied by the first chamber. Disposed in an intermediate position along the radial length along a radius extending from the axis of rotation. 제1항에 있어서, 체류 유체의 제1 부분을 전달 도관을 통해 분석물로 통과시키기 전에 제1 챔버와 전달 도관 사이에 위치된 밸브를 개방하는 단계를 추가로 포함하는, 처리 장치 내의 유체를 전달하기 위한 방법.The fluid of claim 1, further comprising opening a valve located between the first chamber and the delivery conduit prior to passing the first portion of the retention fluid through the delivery conduit to the analyte. How to. 제1항에 있어서, 프로세스 어레이는 제2 챔버 및 제2 챔버와 제1 챔버 사이에서 연장하는 제2 도관을 포함하며, 처리 장치를 회전축을 중심으로 회전시킴으로써 유체를 제2 도관을 통해 제2 챔버로부터 제1 챔버로 전달하는 단계를 추가로 포함하는, 처리 장치 내의 유체를 전달하기 위한 방법.The process chamber of claim 1, wherein the process array includes a second chamber and a second conduit extending between the second chamber and the first chamber, wherein the fluid is passed through the second conduit by rotating the processing device about an axis of rotation. And delivering from the first chamber to the first chamber. 제11항에 있어서, 유체를 제2 도관을 통해 제2 챔버로부터 제1 챔버로 전달하기 전에 제2 챔버와 제2 도관 사이에 위치된 제2 챔버 밸브를 개방하는 단계를 추가로 포함하는, 처리 장치 내의 유체를 전달하기 위한 방법.The process of claim 11, further comprising opening a second chamber valve positioned between the second chamber and the second conduit prior to transferring fluid from the second chamber to the first chamber via the second conduit. A method for delivering fluid in the device. 제11항에 있어서, 처리 장치는 제2 도관을 따라 제2 챔버와 제1 챔버 사이에 위치된 중간 챔버를 추가로 포함하며, 제2 챔버로부터 제1 챔버로 전달되는 유체는 유체가 제1 챔버에 도달하기 전에 중간 챔버로 통과되고, 중간 챔버는 챔버 내에 위치된 시약을 포함하며, 유체는 제1 챔버에 도달하기 전에 중간 챔버 내의 시약과 접촉하는, 처리 장치 내의 유체를 전달하기 위한 방법.12. The processing apparatus of claim 11, wherein the processing device further comprises an intermediate chamber located between the second chamber and the first chamber along the second conduit, wherein the fluid transferred from the second chamber to the first chamber is fluid-filled with the first chamber. Passed to the intermediate chamber before reaching the intermediate chamber, wherein the intermediate chamber comprises a reagent located in the chamber, and the fluid contacts the reagent in the intermediate chamber before reaching the first chamber. 제13항에 있어서, 유체를 제2 챔버로부터 중간 챔버로 통과시키기 전에 중간 챔버와 제2 챔버 사이에 위치된 중간 챔버 입구 밸브를 개방하는 단계를 추가로 포함하는, 처리 장치 내의 유체를 전달하기 위한 방법.The method of claim 13, further comprising opening an intermediate chamber inlet valve positioned between the intermediate chamber and the second chamber before passing the fluid from the second chamber to the intermediate chamber. Way. 제14항에 있어서, 유체를 중간 챔버로부터 제1 챔버로 통과시키기 전에 중간 챔버와 제1 챔버 사이에 위치된 중간 챔버 출구 밸브를 개방하는 단계를 추가로 포함하는, 처리 장치 내의 유체를 전달하기 위한 방법.15. The method of claim 14, further comprising opening an intermediate chamber outlet valve located between the intermediate chamber and the first chamber before passing the fluid from the intermediate chamber to the first chamber. Way. 본체 내에 형성된 적어도 하나의 프로세스 어레이At least one process array formed in the body 를 포함하며,Including; 상기 적어도 하나의 프로세스 어레이는,The at least one process array, 제1 챔버;A first chamber; 제2 챔버;A second chamber; 제1 챔버와 제2 챔버 사이에서 연장하는 프로세스 도관 - 여기서, 제1 챔버 및 제2 챔버는 제2 챔버로부터 제1 챔버를 향해 이동할 때의 상류 방향 및 제1 챔버로부터 제2 챔버를 향해 이동할 때의 하류 방향을 한정함 - ; 및Process conduit extending between the first chamber and the second chamber, wherein the first chamber and the second chamber are upstream when moving from the second chamber toward the first chamber and when moving from the first chamber to the second chamber Defines a downstream direction of-; And 체류 유체를 포함하는 열 구동 챔버 및 제1 챔버와 열 구동 챔버 사이에서 연장하는 전달 도관을 포함하는 열 전달 구조체 - 여기서, 전달 도관은 전달 포트를 통해 제1 챔버로 진입하며, 전달 도관은 전달 도관의 일부가 전달 포트와 열 구동 챔버 사이에서 상류 방향으로 진행하는 유체 트랩을 포함함 -A heat transfer structure comprising a heat drive chamber comprising a retention fluid and a transfer conduit extending between the first chamber and the heat drive chamber, wherein the transfer conduit enters the first chamber through the transfer port, the transfer conduit A portion of the fluid trap that travels in an upstream direction between the delivery port and the thermal drive chamber − 를 포함하는 처리 장치.Processing device comprising a. 제16항에 있어서, 전달 도관의 유체 트랩은 제1 챔버와 열 구동 챔버 사이의 제1 챔버의 적어도 중간점에 도달하는 처리 장치.The apparatus of claim 16, wherein the fluid trap in the delivery conduit reaches at least a midpoint of the first chamber between the first chamber and the heat drive chamber. 제16항에 있어서, 제1 챔버와 열 구동 챔버 사이에 위치된 밸브를 추가로 포함하며, 전달 도관을 통한 제1 챔버와 열 구동 챔버 사이의 유체 통과는 밸브가 개방될 때까지 방지되는 처리 장치.17. The processing apparatus of claim 16, further comprising a valve positioned between the first chamber and the heat drive chamber, wherein fluid passage between the first chamber and the heat drive chamber through the delivery conduit is prevented until the valve is opened. . 제16항에 있어서, 열 전달 구조체는 제1 챔버와 열 구동 챔버 사이의 전달 도관을 따라 위치된 트랩 챔버를 추가로 포함하며, 트랩 챔버는 유체 트랩 내에 또는 유체 트랩과 열 구동 챔버 사이에 위치되는 처리 장치.17. The heat transfer structure of claim 16, wherein the heat transfer structure further comprises a trap chamber located along a transfer conduit between the first chamber and the heat drive chamber, wherein the trap chamber is located within the fluid trap or between the fluid trap and the heat drive chamber. Processing unit. 제19항에 있어서, 트랩 챔버는 트랩 챔버의 상류 단부를 따라 전달 도관에 연결되는 처리 장치.The processing apparatus of claim 19, wherein the trap chamber is connected to the delivery conduit along an upstream end of the trap chamber. 제16항에 있어서, 열 전달 구조체는 2개 이상의 열 구동 챔버를 포함하며, 2개 이상의 열 구동 챔버 전부가 전달 도관 내의 유체 트랩의 하류에 위치되는 처리 장치.The apparatus of claim 16, wherein the heat transfer structure comprises two or more heat drive chambers, all of the two or more heat drive chambers being located downstream of the fluid trap in the transfer conduit. 제21항에 있어서, 제1 챔버와 열 구동 챔버 각각의 사이에 위치된 밸브를 추가로 포함하며, 전달 도관을 통한 제1 챔버와 열 구동 챔버 각각의 사이의 유체 통과는 제1 챔버와 열 구동 챔버 사이에 위치된 밸브가 개방될 때까지 방지되는 처리 장치.22. The apparatus of claim 21, further comprising a valve positioned between each of the first chamber and the thermal drive chamber, wherein fluid passage between the first chamber and each of the thermal drive chambers through the delivery conduit is performed by the first chamber and the thermal drive chamber. A processing apparatus that is prevented until a valve located between the chambers is opened. 제16항에 있어서, 프로세스 도관은 전달 포트로부터 하류 방향으로 제1 챔버에 연결되는 처리 장치.The processing apparatus of claim 16, wherein the process conduit is coupled to the first chamber in a downstream direction from the delivery port. 제16항에 있어서, 제1 챔버와 프로세스 도관 사이에 위치된 밸브를 추가로 포함하며, 프로세스 도관을 통한 제1 챔버로부터 제2 챔버로의 유체 통과는 밸브가 개방될 때까지 방지되는 처리 장치.17. The processing apparatus of claim 16, further comprising a valve positioned between the first chamber and the process conduit, wherein fluid passage from the first chamber to the second chamber through the process conduit is prevented until the valve is opened. 제16항에 있어서, 복수의 프로세스 어레이가 본체 내에 위치되며, 프로세스 어레이는 본체의 중심 둘레에서 실질적으로 반경방향으로 정렬되어 상류 및 하류 방향이 본체의 중심으로부터 실질적으로 반경방향으로 연장하는 처리 장치.17. The processing apparatus of claim 16, wherein a plurality of process arrays are located within the body, wherein the process array is substantially radially aligned about the center of the body such that the upstream and downstream directions extend substantially radially from the center of the body.
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